Таблица 16.1. Механические свойства сталей после ТМО

Термомеханическая обработка стали

Одним из технологических процессов упрочняющей обработки является термомеханическая обработка (ТМО). ТМО относится к комбинированным способам изменения строения и свойств материалов. При ТМО совмещаются пластическая деформация и термическая обработка.

Преимущества ТМО:

- увеличение прочности при сохранении пластичности;

- увеличение ударной вязкости в 2 раза;

- снижается хладоломкость;

- отсутствие отпускной хрупкости.

В зависимости от температуры, при которой проводят деформацию, различают высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО) и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО).

ВТМО заключается в нагреве стали до температуры аустенитного состояния (выше А₃). При этой температуре осуществляют деформацию стали, что ведет к наклепу аустенита. Сталь с таким состоянием аустенита подвергают закалке (рис. 16. 1 а).

Рис. 16. 1. Схема режимов термомеханической обработки стали: а – высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО); б – низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО).

ВТМО эффективно использовать для углеродистых, легированных, конструкционных, пружинных и инструментальных сталей.

Последующий отпуск при температуре 100…200^oС проводится для сохранения высоких значений прочности.

НТМО (аусформинг). Сталь нагревают до аустенитного состояния. Затем выдерживают при высокой температуре, производят охлаждение до температуры, выше температуры начала мартенситного превращения (400…600^oС), но ниже температуры рекристаллизации, и при этой температуре осуществляют обработку давлением и закалку (рис. 16. 1 б).

Особенности НТМО:

- более высокое упрочнение,

- требует высоких степеней деформации (75…95 %), поэтому требуется мощное оборудование.

НТМО применяют к среднеуглеродистым легированным сталям, закаливаемым на мартенсит, которые имеют вторичную стабильность аустенита.

Повышение прочности при ТМО объясняют тем, что в результате деформации аустенита происходит дробление его зерен (блоков). Размеры блоков уменьшаются в два – четыре раза по сравнению с обычной закалкой. Также увеличивается плотность дислокаций. При последующей закалке такого аустенита образуются более мелкие пластинки мартенсита, снижаются напряжения.

Механические свойства после разных видов ТМО для машиностроительных сталей в среднем имеют следующие характеристики (см. табл. 16. 1):

Таблица 16. 1. Механические свойства сталей после ТМО

	, МПа	, МПа	, %	, %
НТМО	2400…2900	2000…2400	5…8	15…30
ВТМО	2100…2700	1900…2200	7…9	25… 40
ТО
	(сталь 40 после обычной закалки)

Термомеханическую обработку применяют и для других сплавов.