Термическая обработка металлов

Термическая обработка металлов


 
86

Определение: процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении.

В эпоху энеолита при применении холодной ковки самородной меди первобытный человек столкнулся с явлением наклёпа, затрудняющим изготовление изделий с тонкими лезвиями и острыми наконечниками. Для восстановления пластичности необходимо было нагревать холоднокованую медь в очаге. Наиболее ранние свидетельства о применении смягчающего отжига наклёпанного металла относятся к 6-му тысячелетию до н. э. Такой отжиг стал первой операцией Т. о. металлов. При обработке предметов из железа, полученного с использованием сыродутного процесса, кузнец нагревал железную заготовку для горячей ковки в древесноугольном горне. При этом железо науглероживалось, то есть происходила цементация – одна из разновидностей химико-термической обработки. При охлаждении кованого изделия из науглероженного железа в воде происходило резкое повышение его твёрдости и улучшение эксплуатационных характеристик. Закалка в воде высокооловянной, свинцовой бронзы и науглероженного железа широко применялась уже во 2-ом тысячелетии до н. э. Цементацию железа в древесном угле или органическом веществе, закалку и отпуск стали повсеместно применяли в эпохи Древнего Мира и Средневековье. До середины XIX в. знания человека о Т. о. металлов представляли собой совокупность рецептов, выработанных на основе многовекового опыта. Потребности развития техники, и в первую очередь развития сталепушечного производства обусловили превращение Т. о. металлов из искусства в науку. Д. К. Чернов на Обуховском сталелитейном заводе в Петербурге, изучая под микроскопом протравленные шлифы, приготовленные из дул орудий, и наблюдая строение изломов в месте разрыва, сделал вывод, что сталь тем прочнее, чем мельче её структура. В 1868 Чернов открыл внутренние структурные превращения в охлаждающейся стали, происходящие при определённых температурах. которые он назвал критическими точками а и b. Если сталь нагревать до температур ниже точки а, то её невозможно закалить, а для получения мелкозернистой структуры сталь следует нагревать до температур выше точки b. Открытие Черновым критических точек структурных превращений в стали позволило научно обоснованно выбирать режим Т. о. для получения необходимых свойств стальных изделий.

В 1906 А. Вильм (Германия) на изобретённом им дуралюмине открыл эффект «старения» металлов после закалки – важнейший способ упрочения сплавов (алюминиевых, медных, никелевых, железных и др.). В 30-е гг. XX в. была разработана технология термомеханической обработки стареющих медных сплавов, а в 50-е – термомеханическая обработка сталей, позволившая значительно повысить прочность изделий.

Термическая обработка металлов подразделяется на собственно термическую, заключающуюся только в тепловом воздействии на металл, химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействия, и термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую деформацию. Собственно термическая обработка включает: отжиг, закалку, старение и отпуск.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Оставь комментарий