Термообработка

Термообработка

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

[pic]

Закалка стали – процесс, состоящий из нагрева стали до определенной

температуры, выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения.

[pic]

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

[pic]

По диаметру лунки после снятия нагрузки определяют твердость детали.

Определение твердости методом Роквелла осуществляется путем вдавливания в

поверхность детали алмазного конуса (под нагрузкой).

[pic]

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.