Файл: Новиков, И. И. Теория термической обработки металлов учебник.pdf

и. и. новиков

t

ТЕОРИЯ

ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ

Допущено Министерством высшего и сред­ него специального образования СССР в ка­ честве учебника для студентов вузов, обу­ чающихся по специальности «Металловеде­ ние, оборудование и технология термичес­

кой обработки металлов».

Москва <гМеталлургия» 1974

^ V ' / Л 3 7 ^

ных металлов и сплавов. Проанализированы изменения структуры и свойств при закалке, отпуске, старении, отжиге с фазовой перек­ ристаллизацией, рекристаллизационном и дорекристаллизационном отжиге, гомогенизации, отжиге для уменьшения напряжений, хими­ ко-термической, термомеханической и других разновидностях термо­ обработки.

Учебник рассчитан на студентов, специализирующихся по ме­

листам по обработке металлов давлением. Ил. 226. Табл. 17. Список лит: 41 назв.

© Издательство «Металлургия», 1974

040(01) 74

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книга написана по программе курса «Теория термической об­ работки», который автор читает ,в Московском институте стали и сплавов студентам, специализирующимся по металловедению цвет­ ных и редких металлов.

Теория термической обработки является центральной учебной дисциплиной в подготовке металловедов и термистов. Перед ее изу­ чением студент должен освоить физическую химию, кристаллогра­ фию, металлографию, учение о дефектах кристаллической решет­ ки, изучить механические свойства и методы испытания металлов. В свою очередь теория термической обработки является базой для изучения технологии термической обработки и таких профилиру­ ющих спецкурсов металловедения, как «Легированные стали» и «Сплавы цветных и редких металлов».

В последние 10—il5 лет теория термической обработки разви­ валась очень быстрыми темпами. Для ее развития наиболее ха­ рактерно все большее использование научных представлений и экспериментальных методов физики металлов, в особенности уче­ ния о дефектах кристаллической решетки, с целью более глубокого понимания природы, механизма и кинетики структурных измене­ ний и закономерностей изменения свойств металлов и сплавов при тепловом воздействии. В результате весьма подробно изучены про­ цессы термообработки давно используемых и новых металличе­ ских материалов.

В одном учебнике уже невозможно изложить и общую теорию термической обработки, и особенности термообработки отдельных групп сплавав. Поэтому в отличие от первого издания книги1 пришлось отказаться от рассмотрения особенностей термообра­ ботки легированных сталей, алюминиевых, титановых и медных сплавов. Соответствующие вопросы должны излагаться, как это и принято теперь в большинстве вузов, в специальных курсах.

Содержание книги составляет анализ изменений структуры и свойств, вызываемых тепловым воздействием на металл. При этом большее внимание уделено таким структурным изменениям, как рекристаллизация, мартенситное превращение, распад твердого раствора, гомогенизация и др., которые особенно часто встречают­ ся при термообработке разных групп металлических материалов.

Книга построена в соответствии с известной классификацией видов термообработки акад. А. А. Бочвара и рекомендациями по классификации и терминологии термической обработки Комиссии по стандартизации СЭВа.

1 Н о в и к о в И. И., З а х а р о в М. В. Термическая обработка металлов и сплавов. М., Металлургиздат, 1962.

5

ВВЕДЕНИЕ

Термической обработкой называют процесс обработки изделий из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изме­ нения их структуры и свойств в заданном направлении.

Это воздействие может сочетаться также с химическим, дефор­

На металлургических и машиностроительных заводах термическая

нием, резанием и др.), и как окончательную операцию для прида­ ния металлу или сплаву такого комплекса механических, физиче­ ских и химических свойств, который обеспечивает необходимые эксплуатационные характеристики изделия. Чем ответственней конструкция, тем, как правило, больше в ней термически обрабо­ танных деталей.

Теория термической обработки является частью металловеде­ ния. Главное в металловедении — это учение о связи между стро­ ением и технически важными свойствами металлов и сплавов. При нагреве и охлаждении изменяется структура металлического материала, что обусловливает изменение механических, физиче­ ских и химических свойств и влияет на его поведение при обработ­ ке и эксплуатации.

Теорию термической обработки составляет учение об измене­ ниях строения и свойств металлов или сплавов при тепловом воз­ действии, не исчезающих после его прекращения.

По глубине и разнообразию структурных изменений, возника­ ющих в результате термообработки, с ней не могут сравниться ни механические, ни какие-либо другие воздействия на металлы.

Краткий исторический очерк

Человек использует термообработку с древнейших времен. Ана­ лиз археологических находок позволяет сделать заключение о времени появления и характере первых операций термообработки.

В переходный период от каменного века к бронзовому (в эпоху энеолита) появились первые металлические изделия, которые бы­ ли получены ковкой с помощью каменного молота вначале само­ родных золота и меди, а затем и меди, выплавленной из руды.

Применяя холодную ковку, первобытный человек столкнулся с явлением наклепа, которое затрудняло изготовление изделий с

7