Презентация термическая обработка металлов и сплавов

Термическая обработка
презентация к уроку по технологии на тему

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Термическая обработка металлов. Разработал учитель технологии высшей категории, Почетный работник Начального Профессионального Образования Российской Федерации МБОУ «СОШ № 7» г. Калуги Герасимов Владислав Александрович

Определение (записать в тетрадь). Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры.

Термическая обработка. Термическая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств детали.

Термическая обработка . Общая длительность нагрева металла при термической обработке складывается из времени собственно нагрева до заданной температуры и времени выдержки при этой температуре. Время нагрева зависит от типа печи, размеров деталей, их укладки в печи;

Виды термической обработки

Отжиг. Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов , заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. (записать в тетрадь) При отжиге осуществляются процессы возврата ( отдыха металлов ), рекристаллизации и гомогенизации . Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений

Зака́лка. Зака́лка — вид термической обработки материалов (металлы, их сплавы, стекло), заключающийся в их нагреве выше критической температуры (записать в тетрадь) (температуры изменения типа кристаллической решетки, т. е. полиморфного превращения, либо температуры, при которой в матрице растворяются фазы, существующие при низкой температуре), с последующим быстрым охлаждением

О́тпуск металла. ОТПУСК металлов это термическая обработка закаленных сплавов (главным образом стали) – нагрев (ниже нижней критической точки), выдержка и охлаждение . (записать в тетрадь) Цель – оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости. Отпуск проводят с целью получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении приемлемого уровня его прочности. Для этого изделие подвергается нагреву в печи до температуры от 150—260 °C до 370—650 °C с последующим медленным остыванием .

Отпуск производят в печах шахтного типа, применяя при этом как воздушную среду, так и жидкие среды (масло, селитра и др.).

О́тпуск металла. Низкотемпературный отпуск проводится при температуре до 250 °С. Как правило, такому виду отпуска поддаются режущие и измерительные инструменты , изготовленные из низколегированных и углеродистых сталей. (записать в тетрадь)

О́тпуск металла. Среднетемпературный отпуск проводится при температуре 350-500 °С. Используется для термообработки пружин и рессор, а также для штампов. Среднетемпературный отпуск позволяет обеспечить достаточно высокие показатели упругости, выносливости и стойкости. Охлаждение после отпуска проводится в воде при температурах 400-500 °С , после чего возникают сжимающие остаточные напряжения, увеличивающие предел выносливости пружин. (записать в тетрадь)

О́тпуск металла. Высокотемпературный отпуск проводят при температурах 500—680 °С. В ходе высокотемпературного отпуска сохраняется высокая прочность, пластичность, а также максимальная вязкость. Высокотемпературному отпуску подвергаются детали, попадающие под ударные нагрузки – зубчатые колеса или валы . (записать в тетрадь)

Библиография И. И. Новиков. Термическая обработка А. П. Гуляев. Металловедение Суперсплавы II, Москва, «Металлургия», 1995 А. Ю. Маламут. Термопечи, Москва, 2010.

Лекция 5 Термическая обработка сплавов Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов. – презентация

Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемЛюбовь Поздеева

Презентация на тему: ” Лекция 5 Термическая обработка сплавов Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов.” — Транскрипт:

1 Лекция 5 Термическая обработка сплавов Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры. Цель термообработки – придание сплавам таких свойств, которые требуются в процессе эксплуатации изделий. Основные виды термической обработки – отжиг, закалка, отпуск и старение. Все операции термообработки разделяются на разупрочняющие (отжиг) и упрочняющие (закалка с отпуском или старением).

2 Разупрочняющая термообработка Отжиг – термическая обработка, в результате которой металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к равновесной. Отжиг вызывает разупрочнение металлов, сопровождающееся повышение пластичности и снятием остаточных напряжений. Отжиг заключается в нагреве изделий до определенной температуры, выдержке их при данной температуре с последующим медленным охлаждением вместе с печью. При этом заготовки или изделия получают устойчивую структуру без остаточных напряжений. Цели отжига – снятие внутренних напряжений, устранение структурной и химической неоднородности, снижение твердости и улучшение обрабатываемости, подготовка к последующей операции термообработки.

3 Упрочняющая термообработка Закалка – ТО, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура пересыщенного твердого раствора. Сплав нагревают выше температуры фазового превращения в твердом состоянии, после чего быстро охлаждают, чтобы предотвратить равновесное превращение при охлаждении. Отпуск –ТО, в результате которой в предварительно закаленном сплаве происходит фазовое превращение, приближающее его структуру к равновесной. После отпуска происходит распад пересыщенного твердого раствора, сформировавшегося при закалке. Отпущенная структура обеспечивает более высокие механические свойства по сравнению с отожженным состоянием. Старение – ТО, в результате которой из пересыщенного твердого раствора выделяются мелкодисперсные частицы второй фазы, формирующие равновесную структуру. Старение закаленного сплава приводит к повышению прочности, без значительного снижения пластичности.

4 Отжиг стали Отжиг стали проводят для получения требуемой равновесной структуры с минимальной твердостью, с целью дальнейшей обработки получаемых деталей резанием. Изделие нагревают до нужной температуры и охлаждают вместе с печью. Области нагрева стали при отжиге: 1 – диффузионном; 2 – рекристаллизационном; 3 – для снятия напряжений; 4 – полном; 5 – неполном; 6 – нормализационном. Структурные превращение в эвтектоидной стали при полном отжиге А П

Читать еще: Техника безопасности при сверлении металла

5 Закалка стали Температура нагрева при закалке стали зависит от ее химического состава. В доэвтектоидных сталях нагрев производится на °С выше точек Aс3. Такую закалку называют полной. Для закалки заэвтектоидной стали наилучшей температурой является нагрев на °С выше Ас1. Такую закалку называют неполной.

6 При охлаждении нагретой под закалку стали со скоростью выше критической (для конструкционных сталей охлаждение в воду) вместо диффузионного превращения аустенита в перлит, происходит бездиффузионное мартенситное превращение. Закалка стали Образуется мартенсит пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α-железе. А М М А

7 Мартенсит имеет ту же концентрацию углерода, что и исходный аустенит. Из-за высокой пересыщенности углеродом решетка мартенсита сильно искажается, вытягиваясь и приобретая вместо кубической тетрагональную форму. Благодаря этому, мартенсит имеет высокую твердость (до HRC 65) и хрупкость. Закалка стали Способность стали закаливаться на мартенсит называется закаливаемостью. Она характеризуется значением твердости, приобретаемой сталью после закалки, и зависит от содержания углерода. Стали с низким содержанием углерода (до 0,3 %) практически не закаливаются, и закалка для них не применяется.

8 Отпуск стали – термическая обработка, следующая за закалкой и заключающийся в нагреве стали до температуры ниже критической, выдержке и охлаждении. Цель отпуска – получение более равновесной по сравнению с мартенситом структуры, снятие внутренних напряжений, повышение вязкости и пластичности. Отпуск стали Основной процесс, происходящий при отпуске – распад мартенсита, т.е. выделение углерода из пересыщенного твердого раствора в виде карбида железа.

9 Низкий отпуск проводится при температуре °С. Образуется структура мартенсит отпуска. Мартенсит отпуска отличается от мартенсита закалки наличием мелкодисперсных частиц карбидов и меньшей степенью тетрагональности кристаллической решетки. Низкий отпуск стали В результате низкого отпуска снимаются внутренние напряжения, происходит некоторое увеличение пластичности и вязкости без заметного снижения твердости и износостойкости. Низкому отпуску подвергают режущий и мерительный инструмент, а также машиностроительные детали, которые должны обладать высокой твердостью и износостойкостью.

10 При среднем отпуске производится нагрев до °С. Из мартенсита полностью выделяется углерод и образуется мелкоигольчатая смесь феррита и цементита. Такая структура стали полученная при среднем отпуске называется тростит отпуска. При среднем отпуске происходит некоторое снижение твердости при значительном увеличении предела упругости и улучшении сопротивляемости действию ударных нагрузок. Средний отпуск стали Применяется для пружин, рессор, ударного инструмента.

11 Высокий отпуск стали Высокий отпуск проводится при °С. При нагреве до таких температур происходит коагуляция и сфероидизация частиц цементита в механической смеси феррита и цементита. Структура с округлыми зернами основных фаз называется сорбит отпуска. В результате высокого отпуска твердость и прочность снижаются значительно, но сильно возрастают вязкость и пластичность и получается оптимальное для конструкционных сталей сочетание механических свойств.. Применяется для деталей, подвергающихся действию высоких нагрузок

12 Термообработка дуралюмина Дуралюмин – сплав алюминия с 4-5 % меди

13 Термообработка дуралюмина Отжиг Отжиг (разупрочняющая термообработка) дуралюмина заключается в нагреве сплава до 550 С выдержке и охлаждении вместе с печью. В отожженном – равновесном состоянии структура дуралюмина состоит из зерен твердого раствора меди в алюминии и частиц соединения СuАl 2. При этом частицы СuАl 2 крупные. Такая структура обеспечивает сплаву хорошую пластичность ( = %) при относительно невысоких значениях прочности и твердости (49 НВ).

14 Термообработка дуралюмина Закалка Закалка дуралюмина заключается в нагреве сплава до 550 С, выдержке и быстром охлаждении в воду.. При нагреве в печи частицы СuАl2 растворяются в твердом растворе α – структура станет однофазной. Затем при быстром охлаждении в воду – медь не успевает выделиться из твердого раствора и сохранится в нем после охлаждения. В результате сформируется пересыщенный твердый раствор замещения меди в алюминии – α. После закалки значительного упрочнения дуралюмина не происходит – его твердость составляет 90 НВ, однако пластичность возрастает до = %, что позволяет пластически деформировать сплав в этом состоянии.

15 Старение дуралюмина заключается в длительной выдержке несколько суток при комнатной температуре (естественное старение) или короткой выдержке в несколько десятков минут при повышенной температуре С (искусственное старение). Термообработка дуралюмина Старение При выдержке закаленного сплава, в пересыщенном α – твердом растворе происходит диффузионное перераспределение атомов меди с формированием мелкодисперсных (30 нм) частиц СuАl 2. Формирование в структуре сплава дисперсных частиц СuАl 2 включает механизм дисперсионного упрочнения и приводит к значительному повышению значений прочности и твердости (120 НВ), при незначительном снижении пластичности ( = %).

Презентация по технологии на тему “Термическая обработка металлов”

Как организовать дистанционное обучение во время карантина?

Помогает проект «Инфоурок»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Термическая обработка металлов. Разработал учитель технологии первой категории, МОУ «СОШ п. Поливаново МО «Барышский район» Ульяновской области Осипов Сергей Викторович

Термическая обработка. Общая длительность нагрева металла при термической обработке складывается из времени собственно нагрева до заданной температуры и времени выдержки при этой температуре. Время нагрева зависит от типа печи, размеров деталей, их укладки в печи;

Виды термической обработки

Отжиг. Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. (записать в тетрадь) При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений

Читать еще: Чем склеить металл с металлом намертво

О́тпуск металла. ОТПУСК металлов это термическая обработка закаленных сплавов (главным образом стали) – нагрев (ниже нижней критической точки), выдержка и охлаждение. (записать в тетрадь) Цель – оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости.Отпуск проводят с целью получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении приемлемого уровня его прочности. Для этого изделие подвергается нагреву в печи до температуры от 150—260 °C до 370—650 °C с последующим медленным остыванием.

О́тпуск металла. Низкотемпературный отпуск проводится при температуре до 250 °С. Как правило, такому виду отпуска поддаются режущие и измерительные инструменты, изготовленные из низколегированных и углеродистых сталей. (записать в тетрадь)

Бесплатный
Дистанционный конкурс “Стоп коронавирус”

Осипов Сергей Викторович
Написать
370
28.11.2018

Номер материала: ДБ-263383

Добавляйте авторские материалы и получите призы от Инфоурок

Еженедельный призовой фонд 100 000 Р

27.11.2018
425

26.11.2018
378

23.11.2018
454

20.11.2018
184

19.11.2018
606

17.11.2018
436

17.11.2018
1247

15.11.2018
722

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Презентация по материаловедению на тему: Термическая обработка металлов и сплавов

V Международный дистанционный конкурс «Старт»

Низкий оргвзнос 30р

Идёт приём заявок

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

Наградные и подарки

Описание презентации по отдельным слайдам:

Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Человек использует термическую обработку металлов с древнейших времён. Ещё в эпоху Энеолита, применяя холодную ковку самородных золота и меди, первобытный человек столкнулся с явлением Наклепа, которое затрудняло изготовление изделий с тонкими лезвиями и острыми наконечниками, и для восстановления пластичности кузнец должен был нагревать холоднокованую медь в очаге.

Классификация видов термической обработки основывается на том, какого типа структурные изменения в металле происходят при тепловом воздействии. Термическая обработка металлов подразделяется на: собственно термическую, заключающуюся только в тепловом воздействии на металл; химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействия; термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую деформацию.

Собственно, термическая обработка включает следующие виды: 1) отжиг 1-го рода, 2)отжиг 2-го рода, 3) закалку без полиморфного превращения 4) закалку с полиморфным превращением, 5) старение 6) отпуск.

Отжиг 1-го рода частично или полностью устраняет отклонения от равновесного состояния структуры, возникшие при литье, обработке давлением, сварке и др. технологических процессах. В зависимости от того, какие отклонения от равновесного состояния устраняются, различают разновидности отжига 1-го рода. Гомогенизационный отжиг предназначен для устранения последствий дендритной ликвации. Рекристаллизационный отжиг устраняет отклонения в структуре от равновесного состояния, возникающие при пластической деформации.

Отжиг 2-го рода применим только к тем металлам и сплавам, в которых при изменении температуры протекают фазовые превращения. При отжиге 2-го рода происходят качественные или только количественные изменения фазового состава (типа и объёмного содержания фаз) при нагреве и обратные изменения при охлаждении. Основные параметры такого отжига — температура нагрева, время выдержки при этой температуре и скорость охлаждения. температуру и время отжига выбирают так, чтобы обеспечить необходимые фазовые изменения. При отжиге 2-го рода изделия охлаждают вместе с печью или на воздухе.

Закалка без полиморфного превращения применима к любым сплавам, в которых при нагревании избыточная фаза полностью или частично растворяется в основной фазе. Важнейшие параметры процесса — температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. Скорость охлаждения должна быть настолько большой, чтобы избыточная фаза не успела выделиться (процесс выделения фазы обеспечивается диффузионным перераспределением компонентов в твёрдом растворе). В результате закалки образуется пересыщенный твёрдый раствор. Закалка без полиморфного превращения может как упрочнять, так и разупрочнять сплав (в зависимости от фазового состава и особенностей структуры в исходном и закалённом состояниях). Основное назначение закалки без полиморфного превращения — подготовка сплава к старению.

Читать еще: Какой мощности нужен лазер для резки металла

Закалка с полиморфным превращением применима к любым металлам и сплавам, в которых при охлаждении перестраивается Кристаллическая решётка. Основные параметры процесса — температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. Нагрев производят до температуры выше критической точки, чтобы образовалась высокотемпературная фаза. Охлаждение должно идти с такой скоростью, чтобы не происходило «нормального» диффузионного превращения и перестройка решётки протекала по механизму бездиффузионного мартенситного превращения. При закалке с полиморфным превращением образуется Мартенсит, и поэтому такую термообработку называют закалкой на мартенсит. Углеродистые стали закаливают на мартенсит в воде, а многие легированные, в которых диффузионные процессы протекают замедленно, можно закаливать на мартенсит с охлаждением в масле и даже на воздухе. Основная цель закалки на мартенсит — повышение твёрдости и прочности, а также подготовка к отпуску.

Старение применимо к сплавам, которые были подвергнуты закалке без полиморфного превращения. Пересыщенный твёрдый раствор в таких сплавах термодинамически неустойчив и склонен к самопроизвольному распаду. Старение заключается в образовании путём диффузии внутри зерен твердого раствора участков, обогащенных растворённым элементом и (или) дисперсных частиц избыточных фаз, чаще всего химических соединений. Эти зоны и дисперсные частицы выделившихся фаз тормозят скольжение дислокаций, чем и обусловлено упрочнение при старении. Основные параметры старения — температура и время выдержки. С повышением температуры ускоряются диффузионные процессы распада пересыщенного твёрдого раствора, и сплав быстрее упрочняется. Начиная с определённой выдержки, при достаточно высокой температуре происходит перестаривание — снижение прочности сплава. Старение применяют главным образом для повышения прочности и твёрдости конструкционных материалов (алюминиевых, магниевых, медных, никелевых сплавов и некоторых легированных сталей), а также для повышения коэрцитивной силы магнитно-твёрдых материалов. Время выдержки для достижения заданных свойств в зависимости от состава сплава и температуры старения колеблется от десятков мин до нескольких сут.

Отпуску подвергают сплавы, главным образом стали, закалённые на мартенсит. Основные параметры процесса — температура нагрева и время выдержки, а в некоторых случаях и скорость охлаждения.

Отличие отпуска от старения связано прежде всего с особенностями субструктуры мартенсита, а также с поведением углерода в мартенсите закалённой стали. Для мартенсита характерно большое число дефектов кристаллического строения. Атомы углерода быстро диффундируют в решётке мартенсита и образуют на дислокациях сегрегации, а возможно и дисперсные частицы карбида сразу после закалки или даже в период закалочного охлаждения. В результате закалённая сталь оказывается в состоянии максимального дисперсного твердения или в близком к нему состоянии. Поэтому при выделении из мартенсита дисперсных частиц карбида во время отпуска прочность и твёрдость стали или вообще не повышаются, или достигается лишь незначительное упрочнение. Уменьшение же концентрации углерода в мартенсите при выделении из него карбида является причиной разупрочнения мартенсита. В итоге отпуск сталей, как правило, приводит к снижению твёрдости и прочности с одновременным ростом пластичности и ударной вязкости. Отпуск безуглеродистых железных сплавов, закалённых на мартенсит, может приводить к сильному дисперсионному твердению из-за выделения из пересыщенного раствора дисперсных частиц интерметаллических соединений. Термины «отпуск» и «старение» часто используют как синонимы.

Термическая обработка, вызывая разнообразные по природе структурные изменения, позволяет управлять строением металлов и сплавов и получать изделия с требуемым комплексом механических, физических и химических свойств. Благодаря этому, а также простоте и дешевизне оборудования термическая обработка является самым распространённым в промышленности способом изменения свойств металлических материалов.

Гомогенизационный отжиг + старение Например, для суперсплавов на базе никеля (типа «Инконель 718») типичной является следующая термическая обработка: Гомогенизация структуры и растворение включений при 768—782 °C с ускоренным охлаждением. Затем производится двухступенчатое старение — 8 часов при температуре 718 °C, медленное охлаждение в течение 2 часов до 621—649 °C и выдержка в течение 8 часов. Затем следует ускоренное охлаждение. Закалка + высокий отпуск (улучшение) Многие стали проходят упрочнение путём закалки — ускоренного охлаждения (на воздухе, в масле или в воде). Быстрое охлаждение приводит, как правило, к образованию неравновесной мартенситной структуры. Сталь непосредственно после закалки отличается высокой твёрдостью, остаточными напряжениями, низкой пластичностью и вязкостью. Так, сталь 40ХНМА (SAE 4340) сразу после закалки имеет твёрдость выше 50 HRC, в таком состоянии материал непригоден для дальнейшего использования из-за высокой склонности кхрупкому разрушению. Последующий отпуск — нагрев до 450 °C — 500 °C и выдержка при этой температуре приводят к уменьшению внутренних напряжений за счёт распада мартенсита закалки, уменьшения степени тетрагональности его кристаллической решётки (переход к отпущенному мартенситу). При этом твёрдость стали несколько уменьшается (до 45 — 48 HRC). Подвергаются улучшению стали с содержанием углерода 0,3 — 0,6 % C.

Чтобы скачать материал, введите свой E-mail, укажите, кто Вы, и нажмите кнопку

Нажимая кнопку, Вы соглашаетесь получать от нас E-mail-рассылку

Если скачивание материала не началось, нажмите еще раз “Скачать материал”.

голоса

Рейтинг статьи