ТехИнфо

Технологическая   информация

Термо-механическая обработка


Термо-механическая обработка заключается в сочетании пластической деформации в аустенитном состоянии с закалкой. Формирование структуры закаленной стали при термо-механической обработке происходит в условиях повышенной плотности и оптимального распределения дислокаций, обусловленных условиями горячей деформации.

Различают два основных способа термо-механической обработки.

По первому способу, называемому высокотемпературной термо-механической обработкой (ВТМО), сталь деформируют при температуре выше точки A3, при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 30—50 (при большей деформации развивается рекристаллизация, снижающая механические свойства). После деформации следует немедленная закалка во избежание развития рекристаллизации.

По второму способу (получившему гораздо меньшее распространение) называемому низкотемпературной термомеханической обработкой (НТМО), сталь деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустеннта в области его относительной устойчивости (400—600 °С); температура деформации должна быть выше точки Мн, но ниже температуры рекристаллизации. Степень деформации обычно составляет 75—95 %. Закалку осуществляют сразу после деформации.

После закалки в обоих случаях следует низкотемпературный отпуск (100—300 °С). Такая комбинированная ТМО позволяет получить очень высокую прочность (σв = 2200-3000 МПа) при хорошей пластичности и вязкости (δ = 6—8 %, ψ = 50—60 %).

После обычной закалки и низкого отпуска σв ≤ 2000—2200 МПа, δ = 3 - 4 %.

Очень важно, что одновременно с повышением прочности после термо-механической обработки возрастает пластичность и сопротивление разрушению. Таким образом, в результате термо-механической обработки удается достичь одновременного повышения сопротивления пластической деформации и сопротивления разрушению, чего нельзя получить ни легированием, ни обычными методами термической обработки

Наибольшее упрочнение (σв = 2600—3000 МПа) достигается при деформации переохлажденного аустенита , т. е. при обработке НТМО. После деформации в области высоких температур (ВТМО) не получается столь высокая прочность (σв = 2200— 2400 МПа). Однако ВТМО обеспечивает большой запас пластичности и лучшую конструктивную прочность, повышает ударную вязкость, сопротивление распространению трещины (вязкость разрушения), понижает порог хладноломкости и чувствительность к отпускной хрупкости. Кроме того, деформация при высоких температурах протекает при меньших усилиях и является поэтому более технологичной операцией.

Высокие механические свойства после термической обработки объясняются большой плотностью дислокаций в мартенсите, дроблением его кристаллов на отдельные субзерна величиной в доли микрона со взаимной разориентировкой от 1—2 до 10—15°. Дислокационная структура, формирующаяся в аустените при деформации, «наследуется» после закалки мартенситом. После деформации аустенита последующая закалка приводит к образованию более фрагменти-рованного и однородного по размерам мелкокристаллического мартенсита. Высокая сопротивляемость распространению трещины, объясняется меньшим уровнем и более легкой релаксацией пиковых напряжений благодаря повышенной плотности подвижных дислокаций.

Повышение прочности на 10—25 % может быть достигнуто путем небольшой пластической деформации (2—5 %) стали после закалки на мартенсит. Перед пластической деформацией и после нее проводят низкий отпуск.

Содержание раздела:


Виды термической обработки

Химико-термическая обработка

Термо-механическая обработка

Дефекты термической обработки и основные меры борьбы с ними

Современные виды термической обработки

Статьи по теме

Статьи по теме:


Окисление и обезуглероживание стали

При нагреве стали до высоких температур под действием кислорода и других окислительных газов (СО2, Н2О, SО2), находящихся в атмосфере печи, происходит окисление и, обезуглероживание поверхностных слоев деталей. Окисление и обезуглероживание стальных изделий происходит при нагреве их в пламенных и электрических печах различного типа и в соляных ваннах. Величина окисления и обезуглероживания зависит от вида топлива, конструкции печи, от состава и давления атмосферы печи, температуры, времени нагрева, химического состава стали и других факторов ...

Закаливаемость и прокаливаемость стали

Закаливаемость — способность стали получать высокую твердость при закалке, что обеспечивается получением структуры мартенсита. Закаливаемость измеряется в единицах твердости и зависит, главным образом, от содержания углерода ...