Термомеханическая обработка

  превращение (обычно с получением мартенситной структуры)

Пластическая деформация может осуществляться ковкой, прокаткой, взрывом и т. д. Различают три основных способа термомеханической обработки.

), выдержки, переохлаждения аустенита до температуры его относительной устойчивости, выдержки при этой температуре, пластической деформации, закалки и отпуска. На результаты Н. Т. М. О. влияют химический состав стали, температура аустенизации, скорость охлаждения до температуры деформации, температура, степень и скорость деформации, скорость последующего охлаждения и режим отпуска. Необходимым условием является высокая устойчивость аустенита при температурах деформаций, т. е. следует применять только легированные стали. Так как при Н. Т. М. О после пластической деформации не происходит рекристаллизации, то последующее охлаждение можно проводить через некоторое время после деформации. Увеличение степени и снижение температуры деформации при Н. Т. М- О приводят к повышению прочностных свойств. Наибольшее упрочнение получается при степени деформации 70—80%.

  с последующей закалкой и отпуском (рис. 68). В. Т. М. О заключается в нагреве до температуры, соответствующей образованию аустенита, выдержке при этой температуре, пластической деформации, охлаждении со скоростью, обеспечивающей протекание мартенсит-ного или (реже) бейнитного превращения, и последующем отпуске.

В. Т. М. О по сравнению с Н. Т. М. О является операцией более легкой для технологического осуществления. Для проведения В. Т. М. О не требуется специальное оборудование, и оно может осуществляться в процессе ковки, прокатки и т. д. с использованием остаточного тепла; В. Т. М. О могут подвергаться любые стали. При В. Т. М. О пластическая деформация производится при температурах выше температуры рекристаллизации, поэтому после пластической деформации необходимо немедленно проводить охлаждение (закалку), чтобы исключить возможность собирательной рекристаллизации аустенита. Оптимальная степень деформации при В. Т. М. О — 20—30%. Увеличение степени деформации приводит к развитию процесса рекристаллизации, уменьшение — к снижению упрочнения. В. Т. М. О начинает внедряться в отдельных отраслях машиностроения, так как она одновременно повышает показатели прочности и сопротивление вязкому разрушению. Упрочнение, полученное при В. Т. М. О, сохраняется при повторной термической обработке (закалке, высоком отпуске), поэтому сталь после В. Т. М. О можно подвергать высокому отпуску, обрабатывать резанием, а затем проводить закалку (с кратковременной выдержкой) и низкий отпуск. При этом деталь приобретает повышенную прочность.

  при котором необходимо сохранить строение металла, полученное при деформации. Кроме основных приведенных видов Т. М. О имеются и другие подвиды, но закономерности структурообразования различных видов Т. М. О одинаковые.

После Т. М. О по сравнению с обычной закалкой одновременно повышаются прочность и пластичность, ударная вязкость при 20° С и низких температурах, снижается склонность к отпускной хрупкости, уменьшается чувствительность стали к образованию трещин.

Повышение механических свойств при Т. М. О объясняется следующим: при пластической деформации (наклепе) блоки аустенита сильно измельчаются. При последующем быстром охлаждении измельченный при наклепе аустенит превращается в мартенсит тонкого строения. Кроме значительного измельчения пластинок мартенсита после термомеханической обработки обнаруживается четко выраженная текстура.

При Н. Т. М. О можно получить прочность 150—320 кгс/мм2 (1500—3200 МН/м2) в связи с повышением плотности дислокаций при наклепе аустенита и передачей дефектов мартенситу. Упрочнение, получаемое при Н. Т. М. О, снижает пластичность и вязкость и повышает прочность. Разупрочнение при отпуске при Н. Т. М. О и обычной закалке начинается при одной и той же температуре, и после высокого отпуска свойства получаются одинаковыми. В. Т. М. О значительно понижает порог хладноломкости, повышая сопротивление стали хрупкому разрушению, в связи с измельчением зерна при деформации. В. Т. М. О устраняет склонность стали к отпускной хрупкости II рода и уменьшает склонность к хрупкости I рода (процессы выделения, приводящие к хрупкости стали при отпуске, протекают не только по границам зерен, но и в объеме зерна).

  и

уменьшает количество остаточного аустенита. Следовательно, после Т. М. О количество остаточного аустенита может и увеличиваться, и уменьшаться, и это изменение тем заметнее, чем больше в стали содержание углерода.