Ассоциация EAM
Ассоциация эффективного управления производственными активами

7.6. Основы термообработки

Термообработка металлов и их сплавов — процесс целесообразно выбранных операций нагрева и охлаждения, в результате которого повышаются механические свойства, изменяются физические свойства, а следовательно, увеличивается срок эксплуатации деталей.

Основными видами термообработки являются: отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг. При отжиге сталь приобретает ряд свойств: понижение твердости, улучшение обрабатываемости резанием, повышение вязкости металла, снижение внутренних напряжений в заготовках, улучшение структуры металла. Сталь нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре, а затем медленно охлаждают до нормальной температуры (обычно вместе с печью или в горячем песке).

Нормализация. Цель нормализации — получение мелкозернистой однородной структуры металла, улучшение обрабатываемости резанием, устранение наклепа после предварительной обработки резанием, подготовка структуры к последующей закалке. При нормализации сталь нагреваютдо температуры отжига и затем охлаждают на воздухе. Легированные стали не подвергаются нормализации.

Наклеп — поверхностное упрочнение металла при пластической деформации в холодном состоянии. Наклеп повышает прочность, уменьшает пластичность. Проводится путем обкатки или дробеструйной обработки.

Закалка — повышение прочности и твердости стали. Сталь (с содержанием углерода более чем 0,3 %) нагревают до температуры закалки (порядка 900 °С), выдерживают при данной температуре, а затем быстро охлаждают в воде, масле, в масляной эмульсии, в водяных растворах солей или в других закалочных жидкостях. Убывание охлаждающей способности закалочных смесей происходит по мере убывания плотности смеси — водные растворы солей и щелочей, вода, масло, сжатый воздух.

Поверхностная закалка применяется для получения высокой твердости поверхностного слоя. Закалку ведут с применением поверхностного нагрева — пламенем горелки, токами высокой частоты. При закалке токами высокой частоты глубина закаленного слоя зависит от частоты тока.

Закаливаемость — способность стали к повышению твердости при закалке. Прокаливаемость — способность стали воспринимать закалку на определенную глубину. Заусенцы, острые кромки, заковы, забоины приводят при закалке к образованию трещин.

Отпуск заключается в нагреве стали до температуры отпуска и последующем охлаждении в воздухе, в воде или в масле. Отпуском достигается снижение внутренних напряжений, уменьшение хрупкости закаленной стали, повышение вязкости, улучшение обрабатываемости резанием. Различают высокий, средний и низкий отпуск.

Высокий отпуск предполагает нагрев закалённой детали до температуры 300…650°С, сильно уменьшает твердость и внутренние напряжения. Применяется для деталей, работающих на изгиб, кручение, удар и испытывающих знакопеременные нагрузки.

Средний отпуск сопровождается нагревом стали до температуры 300-350 °С, уменьшает твердость и сильно уменьшает внутренние напряжения. Применяется для рессор и пружин.

При низком отпуске нагрев проводят до температуры 150-180°С. Низкий отпуск не изменяет твердости, но уменьшает внутренние напряжения. Применяется для режущего инструмента, цементованных деталей.

Обработка холодом проводится при температурах 0…–100 °С для превращения остаточного аустенита в мартенсит. При этом повышается твердость закаленных на мартенсит изделий и стабилизируются их размеры. Последнее важно для калибров.

Цвета побежалости — результат появления тонкой пленки окислов металла при нагреве, имеющей различный цвет в зависимости от толщины пленки.

Виды брака, возникающие при термообработке: трещины внутренние и внешние, обезуглераживание, коробление.

Химико-термическая обработка стали заключается в нагревании стальных изделий вместе с веществами, способными изменить химический состав и механические свойства (износостойкость, твердость) в поверхностном слое изделия. Основными видами химико-термической обработки являются цементация, азотирование, цианирование и алитирование.

Цементация — насыщение поверхностного слоя углеродом при температуре 870-980°С и последующее медленное охлаждение. Назначение — получение деталей с высокой твердостью и износостойкостью поверхностного слоя и пластичной сердцевиной. Процесс цементации проводится в течение нескольких часов. После цементации проводится термическая обработка — закалка и низкий отпуск. Цементации могут подвергаться низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,1-0,25 %С.

Азотирование — насыщение поверхностного слоя азотом — обеспечивает особо высокую твёрдость и износостойкость поверхностного слоя при вязкой сердцевине. При азотировании проводят закалку детали в масле с последующим высоким отпуском, после чего детали загружают в печь, через которую при температуре 480-650 °С пропускают аммиак. Азотирование продолжается 3-90 часов. Для азотирования применяются хромо-молибдено-алюминиевые стали (38ХМЮА, 35ХЮА).

Цианирование заключается в насыщении поверхности малоуглеродистой стали углеродом (и частично азотом) путем погружения деталей в ванну с расплавленной цианистой солью. Твердость поверхностного слоя после цианирования и закалки повышается до HRC 67. Применяют для режущего инструмента.

Алитирование — насыщение поверхности стальных деталей алюминием. При алитировании детали нагревают до 900-1050 °С и выдерживают 5-15 часов в смеси алюминия (48 %), окиси алюминия (48 %) и нашатыря (2 %). Насыщенная алюминием поверхность стали имеет высокую жаростойкость.

Борирование — насыщение поверхностных слоев стальных изделий бором для повышения твердости и износостойкости в результате образования очень твердых боридов железа.

< 7.5. Сопротивление материалов Содержание 7.7. Обработка поверхности >

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Аналогичные записи
  • 7.7. Обработка поверхности Обозначение шероховатости поверхности (смотри таблицу 7.3, таблицу 7.4): – знак I применяется для поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается; – знак II применяется для поверхности, которая должна быть обработана удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т.п.; – знак III применяется для поверхности, образуемой без удаления слоя материала, например, литьём, [...]
  • 7.5. Сопротивление материалов Модуль Юнга (модуль упругости первого рода) Е, МПа, Н/мм2 — постоянная упругости в законе Гука в пределах, когда деформация пропорциональна напряжению. Модуль Юнга численно равен напряжению, увеличивающему длину образца в два раза: для стали, Ест = (2,0-2,2)×105 МПа; для чугуна, Еч = 1,2×105 МПа; для меди, Ем = 1,0×105 МПа; для алюминия, Еал = 0,6×105 МПа; [...]
  • 7.4. Мерительный инструмент Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с. Мерительный инструмент В зависимости от назначения в процессе производства средства измерения и контроля линейных и угловых величин подразделяются на [...]
  • 7.3. Обозначения и свойства сталей, бронз, баббитов Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 [...]
  • 7.2. Фундаменты Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 [...]

Поддержите нас

Подписка

Рубрики

  
  Ключи и пин-коды
Steam: случайные, Minecraft, Xbox LIVE (Microsoft Points), Prepaid Debit Cards, Playstation Network, Counter-Strike, Ведьмак, Cities: Skylines, World of Warcraft, Fallout, Hearthstone: Heroes of Warcraft, Grand Theft Auto (GTA), ...
  Электронные книги
В помощь студенту, Контрольные работы, Физика, Математика, Музыка, ноты, тексты песен, Чертежи, Рукоделие, Химия, Дипломы, Аттестация работников, Фантастика, Английский язык, ...
  Цифровые товары
Аккаунты Origin, Аккаунты Uplay, Разное, Аккаунты Fortnite, Аккаунты GTA V, Аккаунты Minecraft, iTunes & App Store, Игровые аккаунты, Аккаунты Steam, Аккаунты Xbox, Sms-reg.com, Анонимные прокси, ...
  Программное обеспечение
Антивирусы, Разблокировка телефонов, Принтеры, Windows, Приватные читы, Спортивные, Программы для сотовых телефонов, Шифрование, Защита ПК, ОС и сетей, Базы данных, Office, Программы > MMORPG, ...
  
  Ключи и пин-коды
Steam: случайные, Minecraft, Xbox LIVE (Microsoft Points), Prepaid Debit Cards, Playstation Network, Counter-Strike, Ведьмак, Cities: Skylines, World of Warcraft, Fallout, Hearthstone: Heroes of Warcraft, Grand Theft Auto (GTA), ...
  Электронные книги
В помощь студенту, Контрольные работы, Физика, Математика, Музыка, ноты, тексты песен, Чертежи, Рукоделие, Химия, Дипломы, Аттестация работников, Фантастика, Английский язык, ...
  Цифровые товары
Аккаунты Origin, Аккаунты Uplay, Разное, Аккаунты Fortnite, Аккаунты GTA V, Аккаунты Minecraft, iTunes & App Store, Игровые аккаунты, Аккаунты Steam, Аккаунты Xbox, Sms-reg.com, Анонимные прокси, ...
  Программное обеспечение
Антивирусы, Разблокировка телефонов, Принтеры, Windows, Приватные читы, Спортивные, Программы для сотовых телефонов, Шифрование, Защита ПК, ОС и сетей, Базы данных, Office, Программы > MMORPG, ...