ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА.
Термической обработкой стали называется совокупность
технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения в твердом
состоянии с целью изменения ее структуры и создания у нее необходимых
свойств: прочности, твердости, износостойкости, обрабатываемости или
особых химических и физических свойств.
Термообработка бывает предварительная и окончательная.
Предварительная термообработка (отжиг поковок) проводится
непосредственно после ковки с целью предотвращения появления флокенов,
снижения твердости, для облегчения последующей механической обработки,
уменьшения остаточных напряжений и подготовки структуры под
окончательную термообработку.
Окончательная термообработка (нормализация, закалка с высоким
отпуском и т.д.) придает металлу требуемый уровень механических свойств,
обеспечивает необходимую структуру.
Отжигом называется процесс термообработки, состоящий из нагрева
стали до заданной температуры, выдержки при этой температуре и
последующего медленного охлаждения
Закалка стали – процесс, состоящий из нагрева стали до
определенной температуры, выдержки при этой температуре и быстрого
охлаждения.
Цель закалки – придание высокой твердости и прочности за счет
получения неравновесных структур. Эти неравновесные структуры можно
получить лишь при очень высоких скоростях охлаждения.
Длительность выдержки при нагреве под закалку зависит от размеров
гуделий и массы садки.
В качестве закалочных сред (для быстрого охлаждения) используются
вода, масло индустриальное и раствор щелочи.
Охлаждающая способность жидкостей различна.
Отпуск стали заключается в нагреве до определенных температур
(более низких им при закалке), выдержке и охлаждении.
Цель отпуска – перевести структуру стали в более равновесное
состояние, придать стали требуемые свойства. Кроме того при отпуске
снимаются внутренние напряжения, полученные при закалке.
В зависимости от температуры, отпуск бывает низкий, средний,
высокий.
При низком отпуске сталь нагревается до температуры 150-3000С.
Это приводит к снижению внутренних напряжений в стали. При низком
отпуске твердость стали снижается незначительно.
При среднем отпуске сталь нагревается до температуры 300-5000С.
средний отпуск значительно понижает твердость и обеспечивает высокую
вязкость стали. Среднему отпуску подвергают пружины, рессоры, штампы для
холодной обработки.
Высокий отпуск проводят при температуре 500-6800С. высокий отпуск
значительно понижает твердость и сопротивление разрыву и повышает
пластичность и ударную вязкость. Высокому отпуску подвергают валы, оси и
т.д.
Химико-термическая обработка
Химико-термической обработкой называют поверхностное насыщение
стали соответствующим элементом (например – углеродом, азотом и т.д.)
путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой
температуре.
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя
стали углеродом.
Цель цементации – получение твердой и износостойкой поверхности.
Цементация бывает двух видов: газовая цементация и цементация в твердом
карбюризаторе.
В качестве твердого карбюризатора применяется активированный
уголь (древесный уголь или каменноугольный полукокс) с активаторами.
Газовую цементацию осуществляют нагревом изделия в среде газов,
содержащих углерод: синтин, керосин и т.д.
Окончательные свойства цементированных изделий достигаются в
результате термической обработки, выполняемой после цементации – закалки
и низкого отпуска. Это высокая твердость в цементированном слое и
хорошие механические свойства сердцевины.
Цементации подвергают низкоуглеродистые стали.
Контроль термической обработки
Контроль термической обработки осуществляется определением
механических свойств на образцах, а также замером твердости на приборах:
Бриннель и Роквелл. Определение твердости на приборе Бриннель
осуществляется путем вдавливания в поверхность детали стального шарика
под нагрузкой
По диаметру лунки после снятия нагрузки определяют твердость
детали. Определение твердости методом Роквелла осуществляется путем
вдавливания в поверхность детали алмазного конуса (под нагрузкой).
По высоте отпечатка определяется твердость.
Оборудование для термообработки
Печи – имеют газонепроницаемый корпус из листовой стали,
обложенный огнеупорным кирпичом и теплоизоляционными материалами. На
внутренних боковых стенках печей размещены нагреватели.
Примеры обозначения модели печи и расшифровка:
СШЗ – 10.10/10
СНО – 8.16.5/10
СВС – 100/13
США – 8.24/7
1-я буква С – вид нагрева – печь электрическая, сопротивления и
т.д.
2-я буква – основной конструктивный признак печи
Ш – шахтная
Н – камерная
В – ванна
и т.д.
3-я буква – характер среды при нагреве
З – защитная
О – окислительная
С – соль, селитра
А – азот
и т.д.
цифры – рабочее пространство печи (размеры в дециметрах), за
дробью температура в сотнях градусов С.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
