2.3. Роль обработки готовой детали

Под обработкой готовой детали в первую очередь подразумевают термообработку.

Термообработку подразделяют на собственно термическую обработку (только тепловое воздействие), термомеханическую (тепловое и деформационное воздействие) и химико-термическую (тепловое и химическое воздействие).

К основным видам термообработки относятся: отжиг, закалка, отпуск.

Применяют различные виды отжига, в зависимости от цели термообработки.

Так, целью гомогенизационного отжига является устранение дендритной ликвации. При дендритной ликвации по границам дендритных ячеек кристаллизуется избыточная хрупкая фаза, что снижает пластичность. Это приводит к тому, что слитки не выдерживают заданных обжатий при горячей обработке давлением. Гомогенизация, выравнивая химический состав слитка, позволяет увеличить степень его обжатия при обработке давлением, улучшает показатели пластичности, ударную вязкость и усталостные характеристики.

Рекристаллизационный и дорекристаллизационный отжиг применяют для деформированных металлов и сплавов с целью полного или частичного снятия наклепа. Эти виды термообработки оказывают смягчающее воздействие на структуру: понижают прочность и повышают пластичность. При отжиге возможно возникновение различных дефектов: крупное зерно (перегрев) исправляется низкотемпературным полным отжигом; окисление по границам зерен (пережог) – данный вид дефекта является браком, разнозеренность при рекристаллизации и неполное или неравномерное снятие внутренних напряжений.

При закалке без полиморфного превращения может наблюдаться как упрочнение, так и разупрочнение сплава, так как протекают два конкурирующих процесса. Во-первых, рост концентрации твердого раствора, что должно упрочнять сплав. Во-вторых, при нагреве растворение частиц второй фазы, которые тормозят движение дислокаций. Следовательно, сплав должен разупрочняться. Результат закалки определится превалирующим процессом.

При закалке на мартенсит углеродистых сталей отмечено резкое возрастание твердости и снижение пластичности, охрупчивание материала. Это объясняется тем, что атомы углерода тормозят движение дислокаций. В безуглеродистых сталях мартенсит пластичен.

При закалке возможны такие дефекты, как трещинообразование и коробление.

Отпуском и старением в сочетании с закалкой практически всегда достигают заданный уровень свойств прочности, твердости по сравнению с отожженным состоянием.

Дефектность при данном виде термообработки может быть вызвана неправильным выбором температурного или временного режима, воздействием внешней среды.

Химико-термическая обработка повышает твердость, износостойкость, сопротивление усталости; защищает от электрохимической и газовой коррозии.

Понижение прочности при химико-термической обработке может быть вызвано неправильным учётом глубины диффузионного слоя, или насыщения его побочными примесными элементами.

Коррозионная стойкость обеспечивается, если диффузионный слой имеет оптимальную для агрессивной среды структуру.

При правильном выборе температурных интервалов и степени деформации термомеханическая обработка даёт значительное улучшение прочностных свойств за счёт закалочных эффектов в сочетании с наклепом.