Термомеханическая обработка

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов по термической обработке металлов: 
___Одним из новых направлений в технике горячей механической и термической обработки является термомеханическая обработка.
___Термомеханическая обработка совмещает механическую деформацию металла в горячем состоянии и термическую обработку. При максимальной деформации происходит измельчение зерна аустенита, и это значительно повышает прочность стали. Такой процесс в России называют НТМО — низкотемпературная термомеханическая обработка, в США аналогичный метод обработки называют аусформинг.
___Этот процесс применяется для сталей с высокой устойчивостью аустенита, но имеет недостаток — вязкость стали при некоторых режимах обработки получается низкой. Более приемлемым является процесс ВТМО — высокотемпературная термомеханическая обработка, при котором деформация производится при температуре.
___ВТМО повышает плотность металла, устраняя этим некоторые дефекты его, производит измельчение структуры. При этом в процессе обжатия не требуется особых предосторожностей, как при НТМО, когда деформация происходит при переохлажденном состоянии аустенита.
___По существу характер процесса сохраняется таким же, как при ковке или штамповке деталей, но здесь используется тепло, остающееся в детали, для последующей термической обработки. Особенностью является только максимальная степень деформации, к которой при обычной ковке (штамповке) на производстве не стремятся, опасаясь поломок прессов. При ВТМО это исключается потому, что заготовка нагревается до весьма высокой температуры, пластичность металла в это время большая и усилия для деформации требуются меньшие. Степень обжатия при ВТМО должна быть максимальной. Чем выше степень обжатия, тем выше прочность металла.
___Использование остающегося после ковки в заготовках тепла для термической обработки сокращает время на обработку и экономит средства. Сталь после ВТМО обладает наследственностью, т.е. способностью сохранять высокие свойства прочности, приобретенные в процессе деформации. Наследственность подтверждается данными табл. 26 для рессорной стали 55ХГР. Эта сталь после прокатки по специальному режиму с возрастающим обжатием и отпуска при температуре 300°С подвергается в листах рубке и штамповке, затем термической обработке. В таблице приведены механические свойства прокатанной стали 55ХГР после нормального обжатия (до 15%) и после большого обжатия (до 50%). Видно, что сталь сохранила свойства, приобретенные при прокатке с повышенным обжатием, и поэтому имеет повышенную долговечность (на 15—20%). Рентгеновское исследование стали 55ХГР после ТМО объясняет этот эффект увеличением плотности дефектов кристаллической решетки, измельчением блоков и уменьшением искажений второго рода с увеличением степени деформации. Повышение температуры отпуска увеличивает размер блоков в стали после обычной обработки, а после ТМО размер блоков меняется очень незначительно.
___Применение ТМО на металлургических заводах непосредственно в производстве полуфабрикатов является резервом повышения прочности металла и его экономии в процессе производства различных изделий простой формы — рессор, пружин, рельс и пр. Особенно большое значение это имеет при производстве деталей из бунтовой стали высадкой, так как при этом сталь для облегчения высадки может быть подвергнута высокотемпературному отпуску, а сами детали — соответствующей термической обработке. Повторный нагрев деталей необходимо вести при температуре ниже температур собирательной рекристаллизации.
___Термомеханическая обработка является прогрессивным процессом, который может коренным образом изменить технологию производства некоторых изделий. Например, можно объединить (изготовление рессор и пружин с прокаткой рессорных полос и штанг, изготовление нормалей — с прокаткой и калибровкой бунтовой стали. Это значительно сократит потери металла и транспортные расходы, которые связаны с возвратом отходов производства.
___Обычно приводятся данные о прочности стали ЗХ2В8 аустенитного класса в зависимости от температуры отпуска для деформированного состояния (при температуре обжатия 500°С) и для состояния без деформации.
___Теория дислокаций объясняет явления, происходящие при ТМО. При всех температурах отпуска, кроме 700°С, плотность дефектов у деформированной стали выше, чем у недеформированной. После отпуска при температуре 700° С сталь имеет значительно меньшую прочность даже по сравнению со сталью, подвергнутой обычной обработке. Объясняется это тем, что большое число дислокаций приводит к более быстрому их движению при высокой температуре, и процесс рекристаллизации в термомеханически обработанной стали идет быстрее.
___Процесс упрочнения при НТМО объясняется увеличением числа дефектов кристаллической решетки, связанных с дроблением блоков при пластической деформации переохлажденного до 500—550°С аустенита. При закалке кроме изменений в тонкой структуре стали происходит увеличение плотности дефектов, и в результате мартенсит приобретает чрезвычайно мелкозернистую структуру. Блоки мозаики, в такой стали значительно меньше, примерно в 2 раза, чем в стали, не подвергавшейся усиленному обжатию, а плотность дефектов велика и обусловливает высокую прочность стали после термомеханической обработки. Кроме того, остаточный аустенит под влиянием механического воздействия претерпевает более полное фазовое превращение, что дополнительно повышает прочность.
___Эти теоретические суждения могут быть использованы и для объяснения явлений, происходящих при высокотемпературной термомеханической обработке. При ВТМО эффект повышенной прочности уже наблюдается при обжатии до 50%, в то время как при НТМО необходима значительно большая степень обжатия. С увеличением степени деформации уменьшается степень неоднородности в металле и становятся более равномерными микронапряжения. Под влиянием отпуска выделение карбидов происходит при более низкой температуре из мартенситных игл, и карбиды имеют большую дисперсность, чем при отпуске стали, обработанной при обычном режиме.
___При ВТМО высокотемпературный нагрев заготовок производится током высокой частоты. Штамповка может производиться на молотах или прессах. Штамповка на прессах предпочтительнее, так как может быть выполнена более надежно с применением руки-манипулятора для перемещения штамповок из одного положения в штампе в другое.
___Для комплексного выполнения всех операций ВТМО разработаны агрегаты. Кроме индукционной установки, в агрегат входят штамповочный и обрезной пресс и установка для выравнивания температуры в штамповке после удаления заусенцев для того, чтобы использовать температуру -нагрева затем для закалки или для замедленного охлаждения (для получения перлито-ферритовой структуры, необходимой для обработки на металлорежущих станках). Если штамповки должны подвергаться улучшению, в агрегат встраивают отпускную печь.
___ 
___________________________________________
Запись опубликована в рубрике 7. Термическая обработка металлов с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *