4 rozA 250-269.doc hart2.doc

(2490 KB) Pobierz

4 rozA 7-11-02 19:48 Page 251                            q             

Wydłużenie ziarn polikryształu podczas pełzania dyfuzyjnego jest wywołane przez:

tworzenie się źródeł i ujść wakansów,

występowanie strumienia dyfuzyjnego między źródłami i ujściami wakansów. Obydwa procesy występują seryjnie, a szybkość pełzania zależy od wolniejsze­go z nich.

251


 

 


niezbędne


 

 



 

 


Rysunek 4.37

Schemat modelu płaszcza i rdzenia odkształcenia granic ziarn w metalach polikrystalicznych (a+c) i modelu akomodacji poślizgu po granicach ziarn ABC (d+f), c) ruch dyslokacji przez wspinanie i poślizg w płaszczu, d) w punkcie styku trzech ziarn, e) dyfuzja wzdłuż granicy ziarn

Klasyczne modele pełzania dyfuzyjnego poprzez ziarna (Nabarro-Herringa) i po granicach ziarn (Coble) opierają się na założeniu, że granice ziarn są dosko­nałymi źródłami i ujściami wakansów, a uśredniona dyfuzja wakansów ze źródeł do ujść jest procesem kontrolującym szybkość pełzania. W takim przypadku przyłożo­ne naprężenie w całości winno wpływać na potencjał chemiczny wakansów decy­dujący o strumieniu dyfuzyjnym wywołującym pełzanie. Szybkość pełzania jest jed­nak niższa, co wskazuje, że jedynie część przyłożonego naprężenia wpływa na ten potencjał chemiczny wakansów, a granice ziarn nie są doskonałymi źródłami i uj­ściami wakansów. Emisja i absorpcja wakansów przez granice ziarn związane są z ruchem dyslokacji granic ziarn. Wektor Burgersa tych dyslokacji ma składową le­żącą w płaszczyźnie granicy ziarn oraz drugą do niej prostopadłą. Dyslokacje gra­nic ziarn mogą się poruszać jedynie w płaszczyźnie granicy ziarn w wyniku kom­binacji ruchów konserwatywnego i niekonserwatywnego, tzn. poślizgu i wspinania. Niekonserwatywny ruch dyslokacji granic ziarn jest związany z emisją lub absorp­cją wakansów, czyli z procesami niezbędnymi dla pełzania dyfuzyjnego. Konser­watywny ruch tych dyslokacji wywołuje poślizg po granicach ziarn. Mechanizmy

4.5. Odkształcenie plastyczne metali na gorąco

poślizgu po granicach ziarn oraz pełzania dyfuzyjnego współdziałają zatem ze sobą i dlatego nie mogą występować niezależnie. Zwykle warunkiem pełzania dyfuzyjne­go jest poślizg po granicach ziarn akomodowany również poślizgiem dyslokacji.

KAWITACJA MIĘDZYKRYSTALICZNA             

W przypadku, gdy akomodacja poślizgu po granicach ziarn nie zachodzi lub jest niedostateczna, dochodzi do naruszenia spójności metalu w wyniku kawitacji międzykrystalicznej polegającej na utworzeniu pustek lub szczelin na granicach ziarn. Tworzenie się pustek i szczelin na granicach ziarn można więc również trak­tować jako mechanizm akomodacji poślizgów po granicach ziarn, niezapewniają- cy jednak spójności metalu.


4.6. Obróbka cieplna stali

4.6.1. Klasyfikacja obróbki cieplnej

DEFINICJA OBRÓBKI CIEPLNEJ


 

 


Obróbka cieplna jest dziedziną technologii obejmującą zespół zabiegów wywo­łujących polepszenie własności mechanicznych i fizyczno-chemicznych metali i stopów, powodowane zmianami struktury w stanie stałym w wyniku zmian tem­peratury, czasu oraz działania ośrodka.

obróbka cieplna zwykła


 

 


wyżar

zanie

 

 

 

harto i odpus

wanie zczanie

 

 

 

przes i star

ycanie zenie

 

 


bez przemiany alotropowej

z przemianą alotropową

hartowanie

odpuszczanie

przesycanie

starzenie


 

 


ujednorodniające

rekrystalizujące

martenzytyczne

utwardzanie wydzieleniowe


 

 


odprężające

bainityczne

normalizujące


 

 


zupełne

stabilizujące

zmiękczające

objętościowe

powierzchniowe


 

 


izotermiczne

utwardzanie cieplne


 

 


Rysunek 4.38

ulepszanie cieplne

Klasyfikacja obróbki cieplnej zwykłej


4.6. Obróbka cieplna stali

RODZAJE OBRÓBKI CIEPLNEJ


 

 


Ze względu na czynniki wpływające na kształtowanie struktury i własności me­tali i stopów można wyróżnić następujące rodzaje obróbki cieplnej:

    obróbkę cieplną zwykłą,

obróbkę cieplno-mechaniczną (zwaną także obróbką cieplno-plastyczną),

    obróbkę cieplno-chemiczną,

    obróbkę cieplno-magnetyczną.

W przypadku obróbki cieplnej zwykłej zmiany struktury i własności są spowo­dowane głównie zmianami temperatury i czasu.

W obróbce cieplno-mechanicznej (cieplno-plastycznej) na własności obrabiane­go materiału wpływa ponadto odkształcenie plastyczne.

Podczas obróbki cieplno-chemicznej istotny wpływ na skład chemiczny, struk­turę i własności warstwy wierzchniej wywiera także ośrodek, w którym odbywa się obróbka.

W obróbce cieplno-magnetycznej istotne znaczenie odgrywa natomiast pole magnetyczne.

Rysunek 4.39

Klasyfikacja innych

Klasyfikację obróbki cieplnej przedstawiono na rysunkach 4.38 i 4.39. Bardziej szczegółowe informacje na ten temat podano w PN-93/H-01200. Terminologię związaną z obróbką cieplną stopów żelaza zawiera PN-EN 10052:1999.


 

metodami technologicznymi

4.6.2. Operacje i zabiegi obróbki cieplnej

ZABIEGI JAKO CZĘŚCI OPERACJI OBRÓBKI CIEPLNEJ             

Operacja obróbki cieplnej jest częścią procesu technologicznego, wykonywaną w sposób ciągły, przeważnie na jednym stanowisku roboczym (rys. 4.40). Częścia­mi operacji obróbki cieplnej są zabiegi obróbki cieplnej (rys. 4.41).

Do najważniejszych zabiegów obróbki cieplnej należą (rys. 4.40):

    nagrzewanie,

    wygrzewanie,

      chłodzenie. Nagrzewanie jest ciągłym lub stopniowym pod­wyższaniem temperatury elementu obrabianego cieplnie. Wygrzewanie polega na wytrzymaniu ele­mentu obrabianego cieplnie w docelowej lub po­średniej temperaturze. Chłodzenie to ciągłe lub stop­niowe obniżanie temperatury elementu. Chłodzenie z małą szybkością jest nazywane studzeniem, nato­miast z szybkością dużą - oziębianiem. Wytrzyma­nie elementu obrabianego cieplnie w pośredniej lub docelowej temperaturze podczas chłodzenia jest na-

Rysunek 4.40              zywane wychładzaniem (rys. 4.41).



chłodzenie

CZAS, t

Zmiany temperatury podczas operacji obróbki cieplnej

i 3

DC Ul

a

2

Ul

Rysunek 4.41

S

a

Ul

a

2 Ul

Zabiegi obróbki cieplnej

255


4 rozA 7-11-02 19:48 Page 255 ę

)             

 

 

 

 

 

Poligonizacja i rekrystalizacja


.IV i;*.' Ł

£ r "'i M * -1

'•M 4 Ul­' .'V 'l' pr

i-\ //eJ( r

•// " tM/"®

I ł * M / V jŁ '"i I \ y-ll f-*1

V9BEH T a P № *

'j'.1- «              .jl^ir




 

 


8

Struktura 1) odkształconej plastycznie na zimno z 60% gniotem stali typu X8CrTi17, pow. 800x; 2) ferrytu z węglikami typu M23C6 w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17 odkształ­conej plastycznie na zimno z 60% gniotem, pow. 18000x; 3) zrekrystalizowana w cienkiej folii ze stali typu X8CrTi17, pow. 42000x; 4) zarodków rekrystalizacji w spoligonizowanej osnowie w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17, pow. 11000x; 5) zrekrystalizowanego ziarna w spoligonizowanej osnowie w cienkiej folii ze stali typu X8CrTi17, pow. 10000x; 6) frontu rekrystalizacji w cienkiej folii ze stali typu X8CrTi17, pow. 28000x; 7) granicy szeroko- kątowej blokowanej przez węgliki typu M23C6 w zrekrystalizowanej osnowie w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17, pow. 12000x; 8) całkowicie zrekrystalizowanej osnowy w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17, pow. 1800x







Martenzyt i bainit w stalach

Struktura 1) odkształconej plastycznie na zimno z 60% gniotem stali typu X8CrTi17, pow. 800x; 2) ferrytu z węglikami typu M23C6 w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17 odkształ­conej plastycznie na zimno z 60% gniotem, pow. 18000x; 3) zrekrystalizowana w cienkiej folii ze stali typu X8CrTi17, pow. 42000x; 4) zarodków rekrystalizacji w spoligonizowanej osnowie w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17, pow. 11000x; 5) zrekrystalizowanego ziarna w spoligonizowanej osnowie w cienkiej folii ze stali typu X8CrTi17, pow. 10000x; 6) frontu rekrystalizacji w cienkiej folii ze stali typu X8CrTi17, pow. 28000x; 7) granicy szeroko- kątowej blokowanej przez węgliki typu M23C6 w zrekrystalizowanej osnowie w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17, pow. 12000x; 8) całkowicie zrekrystalizowanej osnowy w cienkiej folii ze stali typu X10Cr17, pow. 1800x


4 rozA 7-11-02 19:48 Page 251                            q             

4.7....

Zgłoś jeśli naruszono regulamin