Влияние термической обработки на микроструктуру и твердость холоднодеформированной стали

Для успешного выполнения глубокой штамповки, многократной вытяжки при помощи матриц и пуансонов, протяжки через волоки или фильеры проволки, прокатки ленты и т.д., сталь целесообразно подвергать в заготовках предварительному отжигу для сфероидизации цементита с целью максимального смягчения стали и повышения её способности к холодной пластической деформации.

Сфероидизация цементита в стали может быть достигнута путём отжига по различным режимам:

1) циклическим отжигов с колебанием температуры в предела 690 – 730^оС и последующим охлаждением на воздухе;

2) многократным отжигом с нагревом до 720 – 730^ОС и каждый раз полным охлаждением до комнатной температуры;

Рис. 7.1 – Схемы отжига для сфероизидации цементита

3) изотермическим отжигом с нагревом до 730 – 750^ОС, с последующей выдержкой при 680 – 690^ОС, и охлаждением на воздухе;

4) отжигом с непрерывным нагревом и охлаждением в методических печах с максимальной температурой не выше 750^ОС в средней части печи;

На рисунке 7.1 а, б, в приведены графики различных режимов отжига для сферодизации цементита в стали.

Сталь со сферодизированным цементитом имеет высоки пластические свойства. Брак в полуфабрикате и готовых изделий в виде надрывов, царапин, задиров и др. после такого отжига снижается до минимума. В значительной мере повышается при этом стойкость и износоустойчивость инструмента.

Влияние холодной пластической деформации на структуру и свойство стали

После холодной пластической деформации изменяют­ся химические свойства стали. Например, возрастает растворимость стали в кислотах.

Изменяются и физические свойства стали: увеличива­ются удельный объем, электросопротивление и коэрци­тивная сила н снижается магнитная проницаемость.

В результате холодной деформации получается полос­чатое расположение структурных составляющих стали Эта полосчатость усиливает анизотропность механиче­ских и других свойств.

Микроструктура технически чистого железа до де­формации н после нее представлена на рисунке 7.2 , а, б.

Во многих случаях как п полуфабрикатах, так н в готовых изделиях некоторые свойства пали изменяются в нежелательном направлении. Например, наклеп препятствует последующим операциям пластической деформации стали. Внутренние напряжения, анизотропность механических свойств, низкая стойкость против коррозии всегда нежелательны в готовых изделиях.

При изготовлении стальных изделий путем холодной пластической деформации, кроме указанного выше предварительного сфероидизирующего отжига обычно применяют следующие выды термической обработки:

Рисунок 7.2 – Микроструктура технически чистого железа

1. Промежуточный отжиг для снятия наклепа, смягчения металла и рекристаллизации зерна феррита перед последующей операцией холодной пластической дефор­мации.

2. Нормальный отжиг или нормализацию для полной перекристализации с целью устранения крупнозернистосго строения, возникающего при многократных промежуточных отжигах, вследствие рекрестализации.

3. Патентирование в случае обработки проволоки или ленты с целью устранения наклепа, разупрочнения и подготовки структуры стали к дальнейшей пластической деформации).

4. Отпуск готовых изделий с целью снятия внутренних напряжений, увеличения предела пропорциональности с сохранением высоких характеристик прочности.