ТЕРМИЧЕСКАЯОБРАБОТКА.
Термической обработкой стали называетсясовокупность технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения втвердом состоянии с целью изменения ее структуры и создания у нее необходимыхсвойств: прочности, твердости, износостойкости, обрабатываемости или особыххимических и физических свойств.
Термообработка бывает предварительная иокончательная.
Предварительная термообработка (отжиг поковок)проводится непосредственно после ковки с целью предотвращения появленияфлокенов, снижения твердости, для облегчения последующей механическойобработки, уменьшения остаточных напряжений и подготовки структуры подокончательную термообработку.
Окончательная термообработка (нормализация,закалка с высоким отпуском и т.д.) придает металлу требуемый уровеньмеханических свойств, обеспечивает необходимую структуру.
Отжигом называется процесс термообработки,состоящий из нагрева стали до заданной температуры, выдержки при этойтемпературе и последующего медленного охлаждения
/>
Закалка стали – процесс, состоящий из нагревастали до определенной температуры, выдержки при этой температуре и быстрогоохлаждения.
/>
Цель закалки – придание высокой твердости и прочностиза счет получения неравновесных структур. Эти неравновесные структуры можнополучить лишь при очень высоких скоростях охлаждения.
Длительность выдержки при нагреве под закалку зависитот 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 доопределенных температур (более низких им при закалке), выдержке и охлаждении.
Цель отпуска – перевести структуру стали в болееравновесное состояние, придать стали требуемые свойства. Кроме того при отпускеснимаются внутренние напряжения, полученные при закалке.
В зависимости от температуры, отпуск бывает низкий,средний, высокий.
При низком отпуске сталь нагревается дотемпературы 150-3000С. Это приводит к снижению внутренних напряженийв стали. При низком отпуске твердость стали снижается незначительно.
При среднем отпуске сталь нагревается до температуры300-5000С. средний отпуск значительно понижает твердость иобеспечивает высокую вязкость стали. Среднему отпуску подвергают пружины,рессоры, штампы для холодной обработки.
Высокий отпуск проводят при температуре500-6800С. высокий отпуск значительно понижает твердость исопротивление разрыву и повышает пластичность и ударную вязкость. Высокомуотпуску подвергают валы, оси и т.д.
Химико-термическаяобработка
Химико-термической обработкой называютповерхностное насыщение стали соответствующим элементом (например – углеродом,азотом и т.д.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды привысокой температуре.
Цементацией называется процесс насыщенияповерхностного слоя стали углеродом.
Цель цементации – получение твердой и износостойкойповерхности. Цементация бывает двух видов: газовая цементация и цементация втвердом карбюризаторе.
В качестве твердого карбюризатора применяетсяактивированный уголь (древесный уголь или каменноугольный полукокс) с активаторами.
Газовую цементацию осуществляют нагревом изделия всреде газов, содержащих углерод: синтин, керосин и т.д.
Окончательные свойства цементированных изделийдостигаются в результате термической обработки, выполняемой после цементации –закалки и низкого отпуска. Это высокая твердость в цементированном слое ихорошие механические свойства сердцевины.
Цементации подвергают низкоуглеродистые стали.
Контрольтермической обработки
Контроль термической обработки осуществляется определениеммеханических свойств на образцах, а также замером твердости на приборах:Бриннель и Роквелл. Определение твердости на приборе Бриннель осуществляетсяпутем вдавливания в поверхность детали стального шарика под нагрузкой
/>
По диаметру лунки после снятия нагрузки определяюттвердость детали. Определение твердости методом Роквелла осуществляется путемвдавливания в поверхность детали алмазного конуса (под нагрузкой).
/>
По высоте отпечатка определяется твердость.Оборудование для термообработки
Печи – имеют газонепроницаемый корпус из листовойстали, обложенный огнеупорным кирпичом и теплоизоляционными материалами. Навнутренних 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 вдециметрах), за дробью температура в сотнях градусов С.