Отжиг и нормализация

ПЛАН УРОКА.

Тема урока: Отжиг и нормализация.

Цели урока:

• образовательная: изучение сущности и назначения отжига и нормализации;

• развивающая: развитие способности сравнивать и строить аналогии;

• воспитательная:

Оснащение урока: учебник, ноутбук, проектор (содержит презентацию).

Тип урока: комбинированный.

ХОД УРОКА

Проверка присутствующих на уроке и их готовность к уроку…………..1мин.

Отметка отсутствующих и наличие учебных принадлежностей.

Объяснение и запись темы и целей урока…………………………………..2мин.

Актуализация опорных знаний………………………………………………5мин.

1. Какой процесс называется термообработкой?

2. В чём заключается главная цель термообработки?

3. Что происходит при термообработке?

4. На какие этапы делится термообработка?

5. Назовите виды термической обработки металлов.

Мотивация учебной деятельности…………………………………………..3мин.

Разные виды термической обработки металлов имеют своё назначение и технологические особенности. Поэтому необходимо знать какой конкретный вид термообработки будет наиболее подходящим для получения требуемого результата.

Изучение нового материала…………………………………………………26мин.

Конспектирование и объяснение нового материала.

Закрепление полученных знаний……………………………………………5мин.

1. Что называется отжигом?

2. Цели отжига?

3. Назовите виды отжига.

4. Что такое нормализация?

5. Чем нормализация отличается от отжига?

Подведение итогов урока……………………………………………………...2мин.

Оценивание наиболее активных студентов.

Домашнее задание……………………………………………………………...1мин.

Проработать изученный материал по конспекту и других, рекомендованных источников информации.

Отжиг и нормализация.

Отжигом стали называется вид термической обработки, заключающийся в ее нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и медленном охлаждении. Низкая скорость охлаждения обычно достигается при остывании стали вместе с печью.

Цели отжига — снижение твердости и улучшение обрабатываемости стали, изменение формы и величины зерна, выравнивание химического состава, снятие внутренних напряжений.

Виды отжига.

1. Полный. Нагрев заготовки производится за критическую точку образования аустенита (727 ºC) с последующим медленным остужением. Этот вид отжига используется чаще всего и применяется в основном для конструкционной стали. Его результатом является снижение зернистости кристаллической структуры, улучшение ее пластических свойств и понижение твердости, а также снятие внутренних напряжений. Полный отжиг иногда применяют до закалки для понижения зернистости металла.

2. Неполный. В этом случае нагрев происходит до температуры выше 727 ºC, но не более чем на 50 ºC. Результат при таком отжиге практически такой же, что и при полном, хотя он не обеспечивает полного изменения кристаллической структуры. Но он менее энергозатратный, выполняется за более короткий период, а на детали образуется меньше окалины. Такая термическая обработка используется для инструментальных и подобных им сталей.

3. Низкий отжиг применяется в тех случаях, когда структура стали удовлетворительна и необходимо только снять внутренние напряжения, возникающие при кристаллизации или после механической обработки. В этом случае сталь нагревают до температуры 200-600°С.

4. Диффузионный. Деталь нагревают до температуры около 1200 ºC, а затем постепенно остужают в течение десятков часов (для массивных изделий — до нескольких суток). Обычно такой термической обработкой устраняют дендритные неоднородности структуры стали.

5. Рекристаллизационный. Эта разновидность термической обработки применяется только для устранения нагартовки после протяжки, штамповки, волочения и пр. В данном случае стальная деталь подвергается термическому нагреву ниже 727 ºC, определенное время выдерживается в этом состоянии, а затем медленно остужается. В результате рекристаллизационного отжига образуется однородная мелкозернистая структура с небольшой твердостью и значительной вязкостью.

Нормализация состоит из нагрева стали на 30-50°С выше линии GSE диаграммы Fe-Fe3C (рис.), выдержки при этой температуре и последующего охлаждения на воздухе. Более быстрое охлаждение по сравнению с обычным отжигом приводит к более мелкозернистой структуре.

Нормализация — более дешевая термическая операция, чем отжиг, так как печи используют только для нагрева и выдержки. Для низкоуглеродистых сталей (до 0,3% С) разница в свойствах между нормализованным и отожженным состоянием практически отсутствует и эти стали лучше подвергать нормализации. При большем содержании углерода нормализованная сталь обладает большей твердостью и меньшей вязкостью, чем отожженная. Иногда нормализацию считают самостоятельной разновидностью термической обработки, а не видом отжига.

Р ис. Области температур нагрева для различных видов отжига:

1 - полный отжиг; 2 - неполный отжиг; 3 -диффузионный отжиг; 4 - рекристаллизационный отжиг; 5 – нормализация.