нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Загартування

   
 

Загартування, термічна обробка матеріалів, що полягає в їх нагріванні і наступному швидкому охолодженні з метою фіксації високотемпературного стану матеріалу або запобігання (придушення) небажаних процесів, що відбуваються при його повільному охолодженні. З. можлива тільки для тих речовин, рівноважний стан яких при високій температурі відрізняється від рівноважного стану при низькій температурі (наприклад, кристалічною структурою). З. ефективна тільки в тому випадку, якщо реально досяжна швидкість охолодження достатня для того, щоб не встигли розвинутися процеси, придушення яких є метою З. Структури, що виникають в результаті З., лише відносно стійкі, при нагріванні вони переходять в більш стійкий стан. З. можуть піддаватися в природних умовах або в певному технологічному процесі багато речовин, (метали, їх сплави, скло та ін.)

Загартування сталі. Найбільш широка група матеріалів, що піддаються З., - стали. Відповідно до діаграмою стану залізо-вуглецевих сплавів ( рис. 1 ) термодинамічно стійким станом стали при температурах, розташованих вище лінії GSE діаграми стану, є аустенит - розчин вуглецю в g-залозі (див. Залізовуглецеві сплави ); нижче лінії PSK - суміш фериту (розчину вуглецю в a-залозі) і цементиту ( карбіду заліза Fe 3 C ). При повільному охолодженні від температур, розташованих вище лінії PSK, аустеніт відповідно до діаграми стану повинен розпадатися на ферит і цементит. Швидкість цього перетворення змінюється з температурою і при достатньо низькій температурі стає настільки малою, що аустеніт практично не розпадається. При подальшому зниженні температури аустеніт перетворюється на мартенсит , поява якого в структурі стали призводить до різкого збільшення твердості, міцності, магнітного насичення і до зниження пластичності. Мета З. стали - отримання повністю мартенситной структури (без продуктів розпаду аустеніту), тобто придушення при швидкому охолодженні розпаду аустеніту і збереження його аж до температур, при яких починається мартенситне перетворення. Мінімальна швидкість охолодження, достатня для запобігання розпаду аустеніту, носить назву критичної швидкості З. сталі.

У практиці термічної обробки металів для отримання металів, зокрема сталей, з певними властивостями застосовують різні види З. Залежно від умов нагріву розрізняють З. повну і неповну. При повній З. швидке охолодження стали роблять після нагріву її до температур, що лежать вище лінії GSE. При цьому сталь повністю переводиться в аустенитное стан. При неповній З. (головним чином інструментальних сталей) метал нагрівають до температур вище лінії PSK ; після охолодження в структурі можуть зберігатися нерастворим при нагріванні т. н. надлишкові фази ( ферит або цементит і складніші карбіди). Залежно від умов охолодження розрізняють З. ізотермічну, ступінчасту та ін При ізотермічної З. сталь нагрівають до температур вище лінії GSE (повна З.) або вище PSK (неповна З.), потім швидко охолоджують до температур нижче лінії PSK і дають т. н. ізотермічну витримку, при якій відбувається перетворення аустеніту в ін структури (перліт, бейнит). У цьому випадку властивості остаточних продуктів визначаються температурою ізотермічної витримки: твердість і міцність матеріалу зростають в міру зниження температури. При ступінчастою З. охолодження з великою швидкістю виробляють до температури, що трохи перевищує температуру мартенситного перетворення, і дають витримку, необхідну для вирівнювання цієї температури по всій товщині виробу (ступінь), а потім охолодження ведуть повільно до освіти в структурі мартенситу. Зовнішні фактори, головним чином гартівна середу (вода, масло, розплавлена ??сіль) і тиск, також визначають результати З.

Загартована сталь відрізняється великою крихкістю, тому після З. її зазвичай піддають відпуску . При одній і тій же твердості сталь, піддана З. з наступним відпуском, більш пластична (отже, більш працездатна), ніж сталь, піддана повільному охолодженню, при якому відбувається розпад аустеніту на ферит і цементит. Це визначає надзвичайно широке використання З. стали в техніці: застосування її не тільки для одержання сталі з високою твердістю, але і для отримання (після відповідної відпустки) стали з середньою і низькою твердістю, але що володіє хорошими конструкційними властивостями.

Загартування старіючих сплавів. Якщо рівноважна концентрація твердого розчину істотно змінюється при зміні температури, то при охолодженні відбувається виділення з нього надлишку одного з компонентів (див. Старіння металів ). Цей процес є дифузійним і може бути пригнічений З. ( рис. 2 ). Мета З. в цьому випадку - фіксування пересичені твердого розчину при низькій, наприклад кімнатній, температурі. Старіння сплаву може відбуватися потім при кімнатній або більш високій температурі. Сплав зі структурою, що виникає при З. і старінні, володіє високими властивостями міцності, великий коерцитивної силою (магнітні сплави). Т. н. дисперсійно-твердіючі сплави, що піддаються З. з наступним старінням, знаходять широке застосування, наприклад дуралюмин - як конструкційний матеріал, німонік - жароміцний; альнико - для виготовлення постійних магнітів і ін


Загартування упорядковуються сплавів. Впорядкування сплавів призводить до зміни їх фізичних і механічних властивостей, наприклад до зниження пластичності. Якщо впорядкування небажано, то сплави піддають З., яка призводить до фіксації неупорядкованого стану при низькій температурі. Це можливо, якщо швидкість процесів, що призводять до впорядкування, не надто велика.

Загартування чистих металів і однофазних сплавів. Для вивчення вакансій і їх впливів на механічні та фізичні властивості речовин застосовують З. чистих металів і однофазних сплавів. Мета З. в цьому випадку - фіксування при низькій температурі концентрації вакансій, рівноважної при високій температурі. Подальший нагрів матеріалів до температур, при яких вакансії стають рухливими, призводить до підвищення опору пластичного деформації ("гартівне зміцнення") і зниження внутрішнього тертя . Вивчаючи залежність рівноважної концентрації вакансій від температури і швидкість видалення зафіксованих при З. надлишкових вакансій, можна знайти енергію освіти і енергію активації міграції вакансій, сума яких (енергій) визначає енергію активації самодифузії.

Загартування рідини. З. може затримувати кристалізацію рідин. Результат З. в цьому випадку - перехід рідини в склоподібний стан. Швидкість кристалізації металів занадто велика, тому отримати їх у склоподібному аморфному стані зазвичай не вдається.

Загартування з рідкого стану. Для деяких систем, що мають певний вид діаграми стану, можлива З. з рідкого стану. Така З. дозволяє усунути ликвацию , що виникає при кристалізації із звичайною швидкістю охолодження; отримати пересичений твердий розчин, що містить значно більшу кількість другого компонента, ніж це можливо по діаграмі стану; отримати метастабільні фази, що не виникають при повільній кристалізації і не фігурують на діаграмі стану.

Літ.: Харді Г. К., Хілл Т. Дж., Процес виділення, в збірці: Успіхи фізики металів, пров. з англ., т. 2, М., 1958; Курдюмов Г. В., Явища гарту і відпустки стали, М., 1960; Фізичне металознавство, під ред. Р. Кана, пров. з англ., в. 1-3. М., 1967.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка