* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

83 ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ 84 н о в ы х з е р е н з а счет и с х о д н ы х д е ф о р м и р о в а н н ы х н а з . рекристаллизацией обработки, или первичной рекри­ сталлизацией. Темп-ра начала рекристаллизации (^н. р.) с н и ж а е т с я с у в е л и ч е н и е м степени д е ф о р м а ц и и и п о в ы ш е н и е м чистоты м е т а л л а . У с и л ь н о д е ф о р м и ­ р о в а н н ы х м е т а л л о в обычной т е х н и ч . ч и с т о т ы 2* = =(0,3—0,4) Т . По окончании первичной рекристал­ л и з а ц и и м е т а л л состоит из м н о ж е с т в а м е л к и х з е р е н с большой суммарной поверхностью. Стремление уменьшить поверхностную энергию приводит к собира­ тельной рекристаллизации — росту одних рекристалл и з о в а н н ы х з е р е н за счет с о с е д н и х . Рост з е р н а п р и п о с т о я н н о й т е м п - р е постепенно з а т у х а е т . С п о в ы ш е ­ нием темп-ры отжига размер зерна увеличивается, а с у в е л и ч е н и е м с т е п е н и п р е д в а р и т е л ь н о й деформа­ ции — уменьшается. Примеси, включения по грани­ ц а м зерен т о р м о з я т рост п о с л е д н и х . П е р в и ч н а я р е ­ к р и с т а л л и з а ц и я снимает н а к л е п от х о л о д н о й деформа­ ции: твердость, пределы прочности и текучести сни­ ж а ю т с я в 1,5—5 р а з , относительное удлинение и с у ж е н и е в о з р а с т а ю т в 10—40 р а з , э л е к т р о с о п р о т и в ­ л е н и е с н и ж а е т с я н а 2—6%, х и м и ч . с т о й к о с т ь м е т а л л а возрастает. Рекристаллизационный отжиг проводят п р и т е м п - р а х в ы ш е Т #. обычно в течение одногодвух часов. О т ж и г — ф а з о в а я п е р е к р и с т а л л и ­ з а ц и я состоит в н а г р е в а н и и с п л а в а до т е м п - р ы выше точки фазового превращения в твердом состоя­ н и и (выше к р и т и ч . т о ч к и ) и з а м е д л е н н о м о х л а ж д е н и и (обычно вместе с п е ч ь ю ) . П р и этом п р о и с х о д и т в ы д е л е ­ ние и з б ы т о ч н о й ф а з ы из т в е р д о г о р - р а и л и п о л и м о р ф ­ н о е , эвтектоидное л и б о д р у г о е ф а з о в о е п р е в р а щ е н и е . Н а п р . , п р и отжиге эвтектоидной стали, содержащей 0,8% С (см. Железа сплавы), п р и н а г р е в а н и и д о т е м п - р ы в ы ш е 723° о б р а з у е т с я а у с т е н и т , а п р и п о с л е д у ю щ е м охлаждении аустенит распадается на эвтектоидную смесь ф е р р и т а с ц е м е н т и т о м . Д и с п е р с н о с т ь с т р у к т у р ы , получающейся при фазовом превращении, увеличи­ в а е т с я с у с к о р е н и е м о х л а ж д е н и я . Одно из н а з н а ч е н и й фазовой перекристаллизации — измельчение струк­ туры. Стали и многие сплавы отжигают д л я с н и ж е н и я твердости и у л у ч ш е н и я обрабатываемости давлением и резанием. П р и любом отжиге (гомогенизации, рекристаллиза­ ц и и , ф а з о в о й п е р е к р и с т а л л и з а ц и и ) частично и л и п о л ­ ностью с н и м а ю т с я в н у т р е н н и е н а п р я ж е н и я в и з д е л и и , в о з н и к ш и е от п р е д ы д у щ е й о б р а б о т к и ( л и т ь я , с в а р к и , п р о к а т к и , з а к а л к и и т. д . ) . З а к а л к а заключается в фиксации п р и темп-ре з а к а л о ч н о й среды с о с т о я н и я , с т а б и л ь н о г о п р и более высокой темп-ре, или в образовании нового метастабильного состояния. З а к а л к у можно применять только к сплавам, имеющим фазовые превращения в твердом с о с т о я н и и . С п л а в нагревают_до т е м п - р ы в ы ш е т е м п - р ы фазового п е р е х о д а ; п р и этом с п л а в п е р е х о д и т в одно­ ф а з н о е гомогенное состояние ( т в е р д ы й р - р ) ; з а т е м , после нек-рой выдержки, сплав ускоренно охлаждают (обычно в воде). П р и медленном о х л а ж д е н и и с п л а в а из основного т в е р д о г о р - р а в ы д е л я е т с я и з б ы т о ч н а я ф а з а , о б о г а щ е н н а я л е г и р у ю щ и м и э л е м е н т а м и (обычно — Химич. соединение). В ы д е л е н и е и з б ы т о ч н о й ф а з ы — диффузионный процесс, связанный с перераспределе­ н и е м а т о м о в л е г и р у ю щ и х э л е м е н т о в . П р и быстром охлаждении избыточная фаза не успевает выделиться из основного т в е р д о г о р а с т в о р а . В р а в н о в е с н о м состо­ я н и и п р и к о м н а т н о й темп-ре (после о т ж и г а ) с п л а в состоит и з д в у х фаз — н а с ы щ е н н о г о р - р а (основа с п л а ­ ва) и и з б ы т о ч н о й ф а з ы . П о с л е з а к а л к и с п л а в п р и к о м ­ н а т н о й т е м п - р е , т а к ж е к а к и п р и темп-ре в ы ш е к р и ­ тич. т о ч к и , состоит из одной ф а з ы — п е р е с ы щ е н н о г о легирующими элементами раствора. Т а к у ю полную закалку на пересыщенный р-р с фиксацией состояния, с т а б и л ь н о г о п р и более в ы с о к о й т е м п - р е , ш и р о к о п р и ­ н>р пл и м е н я ю т к а л ю м и н и е в ы м , м а г н и е в ы м , медным и нике­ л е в ы м с п л а в а м и м н о г и м в ы с о к о л е г и р о в а н н ы м сталям. В н е к - р ы х с п л а в а х , н а п р . м а г н и е в ы х , избыточная ф а з а т а к м е д л е н н о в ы д е л я е т с я и з основного раствора, что д л я п р е д о т в р а щ е н и я ее в ы д е л е н и я не обязательно б ы с т р о о х л а ж д а т ь с п л а в в в о д е , и самопроизвольная з а к а л к а с о в е р ш а е т с я п р и о х л а ж д е н и и и з д е л и я в воз­ д у ш н о й среде. В - у г л е р о д и с т ы х й м н о г и х легированных с т а л я х , н е к - р ы х т и т а н о в ы х , ц и р к о н и е в ы х и других с п л а в а х п р и з а к а л к е и з б ы т о ч н а я ф а з а н е успевает в ы д е л и т ь с я из р - р а , но с о с т о я н и е , свойственное т е м п - р е н а г р е в а п о д з а к а л к у , н е с о х р а н я е т с я , т. к. н и ж е н е к - р о й т е м п - р ы п р о и с х о д и т п о л и м о р ф н о е прев­ р а щ е н и е в ы с о к о т е м п - р н о й м о д и ф и к а ц и и т в е р д о г о р-ра в н и з к о т е м п - р н у ю . Т а к о е п р е в р а щ е н и е , состоящее в и з м е н е н и и т и п а р е ш е т к и , не с о п р о в о ж д а е т с я диффузи­ онным перераспределением компонентов. Поэтому оно м о ж е т с о в е р ш а т ь с я в с и л ь н о переохлажденной ф а з е п р и н и з к и х т е м п - р а х . В этом с л у ч а е з а к а л к а обыч­ но состоит в о б р а з о в а н и и п е р е с ы щ е н н о г о т в е р д о г о р-ра н а базе н и з к о т е м п - р н о й м о д и ф и к а ц и и компонента. П р и м е р о м ее я в л я е т с я з а к а л к а с т а л е й н а мартенсит — п е р е с ы щ е н н ы й р а с т в о р у г л е р о д а в ct-Fe (см. Железа сплавы). Т е р м и н ы « з а к а л к а » и «упрочнение» часто н е в е р н о считают с и н о н и м а м и . В д е й с т в и т е л ь н о с т и же з а к а л к а может к а к упрочнять, т а к и разупрочнять с п л а в . П р и з а к а л к е с т а л е й н а м а р т е н с и т твердость и п р о ч н о с т ь и х р е з к о в о з р а с т а ю т , а п л а с т и ч н о с т ь резко п а д а е т ; т а к , у ш а р и к о п о д ш и п н и к о в о й с т а л и марки Ш Х 1 5 в о т о ж ж е н н о м с о с т о я н и и в р е м е н н о е сопротив­ л е н и е р а з р ы в у о =73 кГ/мм , т в е р д о с т ь п о Б р и н е л л ю НВ=180 кГ/мм* и о т н о с и т е л ь н о е у д л и н е н и е перед разрывом 6 = 2 0 % , а в закаленном а = 2 4 0 кГ/мм , НВ=1Ь0 кГ/мм и 6 = 0 % . Б е р и л л и е в а я бронза и н е р ж а в е ю щ а я х р о м о н и к е л е в а я с т а л ь п р и з а к а л к е , по сравнению с отожженным состоянием, разупрочняю т с я (у б р о н з ы м а р к и Б р . Б 2 в о т о ж ж е н н о м состоянии а = 5 5 кГ/мм и 6=22%, а в закаленном—а = = 5 0 кГ/мм и 6 = 4 6 % ) . У д у р а л ю м и н о в , литейных а л ю м и н и е в ы х и м а г н и е в ы х с п л а в о в з а к а л к а повышает и п р о ч н о с т ь и п л а с т и ч н о с т ь . З а к а л к а , предотвраща­ ю щ а я в ы д е л е н и е и з б ы т о ч н ы х ф а з и д е л а ю щ а я сплав о д н о ф а з н ы м , обычно п о в ы ш а е т с т о й к о с т ь против коррозии. 2 s 2 в 2 2 в в 2 О т п у с к п р и м е н и м л и ш ь к з а к а л е н н ы м сплавам. П р и о т п у с к е з а к а л е н н ы й с п л а в , н а х о д я щ и й с я в метас т а б и л ь н о м с о с т о я н и и , с а м о п р о и з в о л ь н о переходит в более у с т о й ч и в о е с о с т о я н и е , но обычно все е щ е дале­ к о е от р а в н о в е с и я . О с н о в н о й п р о ц е с с п р и о т п у с к е — д и ф ф у з и о н н о е в ы д е л е н и е и з б ы т о ч н о й ф а з ы и з пересы­ щ е н н о г о т в е р д о г о р - р а . С п о в ы ш е н и е м т е м п - р ы этот п р о ц е с с у с к о р я е т с я . О т п у с к , с а м о п р о и з в о л ь н о про­ и с х о д я щ и й п р и к о м н а т н о й темп-ре п о с л е з а к а л к и , наз. т а к ж е естественным с т а р е н и е м , а п р и н а г р е в е — ис­ к у с с т в е н н ы м с т а р е н и е м . О т п у с к с о в е р ш а е т с я в три о с н о в н ы е с т а д и и . В п е р в у ю стадию в н у т р и к р и с т а л л и ­ т о в т в е р д о г о р - р а идет п о д г о т о в и т е л ь н ы й процесс: а т о м ы р а с т в о р е н н о г о к о м п о н е н т а с о б и р а ю т с я к опре­ д е л е н н ы м м е с т а м , о б р а з у я у ч а с т к и р а с т в о р а с концент­ р а ц и е й , б л и з к о й к к о н ц е н т р а ц и и т о й ф а з ы , к-рая д о л ж н а в ы д е л и т ь с я . Во в т о р у ю с т а д и ю происходит в ы д е л е н и е д и с п е р с н ы х ч а с т и ц и з б ы т о ч н о й ф а з ы , име­ ю щ и х ч а щ е всего п л а с т и н ч а т у ю ф о р м у . В т р е т ь ю ста­ д и ю п р о и с х о д и т у к р у п н е н и е и с ф е р о и д и з а ц и я частиц н о в о й ф а з ы . О б р а з о в а н и е с к о п л е н и й атомов растворен­ н о г о к о м п о н е н т а в твердом р - р е и в ы д е л е н и е дисперс­ н ы х ч а с т и ц в т о р о й ф а з ы п р и в о д я т к и с к а ж е н и ю решет­ к и основного т в е р д о г о р - р а и у п р о ч н е н и ю с п л а в а (дис­ п е р с и о н н о е т в е р д е н и е ) . В т р е т ь ю с т а д и ю о т п у с к а иска­ ж е н и я решетки снимаются и происходит разупрочне­ ние. П р и сравнительно низкой темп-ре старение м о ж е т не п р о х о д и т ь . Н е з н а ч и т е л ь н о е повышение т е м п - р ы обеспечивает т о л ь к о у п р о ч н е н и е п р и ста-