Проектирование - Конструирование - Конструирование общее - Термообработка - Термообработка со сквозным нагревом деталей в печах - Дефекты, возникающие при термической обработке стали

Дефекты, возникающие при термической обработке стали

Наименование и характеристика дефекта Причины возникновения Меры предупреждения
или исправления дефекта
Перегрев - крупное зерно в микроструктуре и изломе, видманштеттова структура в отожжённой стали, крупноигольчатый мартенсит в закалённой стали. Пониженные пластичность и особенно ударная вязкость Длительный нагрев при температурах, значительно превышающий нормальную Исправление дефекта:
1) при небольшом перегреве - нормальный отжиг или нормализация;
2) при сильном перегреве - повторный двухкратный отжиг или нормализация; первый отжиг или нормализация при температуре Ac3+100÷150 °C, вторые при нормальной температуре
Пережог - наличие по границам зёрен:
1) обогащенных углеродом участков - первая стадия пережога;
2) неокисленных пустот и пузырей - вторая стадия;
3) включений окислов железа - третья стадия пережога.
Камневидный излом. Низкие пластические свойства		 Длительный нагрев при высокой температуре в окислительной атмосфере или нагрев при температуре, близкой к температуре начала плавления 1) При первой стадии пережога - гомогенизация с последующим двойным отжигом;
2) при второй стадии - перековка с последующим отжигом;
3) при третьей стадии - неисправимый дефект
Высокая твердость горячедеформированной отожженной стали Повышенная скорость охлаждения при обычном отжиге или недостаточная выдержка или низкая температура выдержки на температуре распада при изотермическом отжиге Повторный отжиг с охлаждением по заданному режиму
Черный излом - включение свободного графита (углерода отжига) в углеродистой стали Слишком длительный нагрев и очень медленное охлаждение при отжиге Нагрев стали до высокой температуры с одновременной проковкой ее
Окисление. Значительный слой окалины на поверхности стали (изделия) Окислительная атмосфера в печи Предупреждение дефекта:
1) нагрев в печах с восстановительной, нейтральной или защитной (контролируемой) атмосферой;
2) нагрев в ящиках с отработанным карбюризатором или чугунной стружкой;
3) нагрев в соляных ваннах
Коробление (поводка) - несимметричная деформация изделия после закалки 1) Объемные изменения при охлаждении (нагреве);
2) неравномерное нагревание (охлаждение) изделий;
3) наличие напряжений в изделии перед нагревом;
4) косое погружение изделия в закалочную ванну

См. ниже «Деформация при закалке» а также:
1) предварительный отжиг, нормализация или высокий отпуск;
2) равномерный нагрев перед закалкой;
3) возможно более равномерный отвод тепла при закалке;
4) правильное погружение изделия в закалочную ванну;
5) применение специальных закалочных прессов.

Исправление дефекта: правка, шлифование при наличии достаточного припуска
Недостаточная твердость после закалки 1) Пониженная температура закалки;
2) недостаточная выдержка при температуре закалки;
3) малая скорость охлаждения		 Исправление дефекта: нормализация или отжиг с последующей закалкой с соблюдением нормального режима
Мягкие пятна - наличие на поверхности закаленных деталей участков с пониженной твердостью 1) Скопление пара (образование паровых мешков) на поверхности охлаждаемых изделий, замедляющего охлаждение на данном участке;
2) местное обезуглероживание;
3) пониженная чувствительность стали к закалке;
4) неоднородность исходной структуры в связи с первичной кристаллизацией

Предупреждение дефекта:
1) применение более резкого охладителя (например, 10%-ного раствора NaCl в воде);
2) предварительный отжиг или нормализация для получения более однородной структуры стали;
3) предохранение изделия от обезуглероживания при нагреве.

Исправление дефекта: нормализация и закалка с повышенной скоростью охлаждения
Повышенная твердость после отпуска Пониженная температура или недостаточная выдержка Исправление дефекта: вторичный отпуск при нормальном режиме
Пониженная твердость после отпуска Отпуск при температурах выше нормальной Отжиг с последующей закалкой и отпуском при нормальной температуре
Обезуглероживание - выгорание углерода в поверхностных слоях изделия. Пониженная твердость после закалки, пониженный предел выносливости Окислительная атмосфера в печи

Предупреждение дефекта:
1) нагрев в печах с восстановительной, нейтральной или защитной (контролируемой) атмосферой;
2) нагрев в ящиках с отработанным карбюризатором или чугунной стружкой;
3) нагрев в соляных ваннах.

Исправление дефекта: удаление обезуглероженного слоя механической обработкой при наличии достаточного припуска
Закалочные трещины, обычно возникают по границам зерна и имеют зигзагообразный вид, могут быть как наружными, так и внутренними. Форма трещин различная — продольные, дугообразные и т. д. 1) Внутренние напряжения вследствие объемных изменений при низких температурах, вызванных мартенситным превращением;
2) неодновременность протекания мартенситного превращения по объему изделия;
3) небольшое сопротивление отрыву		 Дефект неисправим.
Предупреждение:
1) при конструировании изделия следует избегать резких выступов, заостренных углов, резких переходов от толстых сечений к тонким;
2) детали должны поступать в закалку свободными от напряжений; напряжения должны быть сняты предварительным отжигом;
3) минимальная температура нагрева под закалку;
4) медленное охлаждение в мартенситном интервале температур (прерывистая закалка, закалка в масле, ступенчатая закалка и т. д.);
5) изотермическая закалка конструкционных сталей;
6) проведение отпуска немедленно после закалки
Деформация при закалке, изменение объема (размеров) после закалки Увеличение объема стали в результате мартенситного превращения.
Чем больше прокаливаемость стали, тем больше деформация		 1) применение легированных сталей, мало деформирующихся при закалке;
2) медленное охлаждение в мартенситном интервале температур;
3) применение поверхностной закалки там, где это допустимо
Эрозия - уменьшение размеров изделия или искажение профиля их вследствие уноса металла с поверхности Химическое воздействие хлористых солей и окисление металла при нагреве в соляных ваннах Меры предупреждения: раскисление соляных ванн ферросилицием
Разъедание - точечное или ручьеобразное поражение поверхности изделия

При нагреве в соляных ваннах:
1) повышенное содержание сернокислых солей (более 0,7-0,8%);
2) обогащение ванны кислородом и окислами железа.

При нагреве в пламенных печах - неравномерное образование окалины

 Предупреждение дефекта:
1) тщательный контроль солей;
2) раскисление ванны;
3) при нагреве в пламенных печах - устранение окислительной атмосферы

Яндекс.Метрика