Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

   

Навчальні посібники. Обробка металів

 Слюсарну справу


Є.М. Мурах

 

Частина перша. Теоретичні відомості

РОЗДІЛ X

 

ВИДИ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ

§ 32. Термічна обробка

 

 

Процес теплової обробки металів і сплавів з метою надання їм заданої структури і властивостей називається термічною обробкою. Розрізняють власне термічну обробку, хіміко-термічну і термомеханічну.

Власне термічною обробкою металів і сплавів називається процес зміни їх внутрішньої будови (структури) шляхом нагрівання, витримки і подальшого охолодження в цілях отримання необхідних фізико-механічних властивостей цих матеріалів. Її основними видами є відпал, гартування та відпуск.

Хіміко-термічна обробка являє собою насичення поверхні металу елементами, що підвищують твердість, зносостійкість, корозійну стійкість. Цей процес вимагає підвищених температур і тривалих витримок. До найбільш поширених методів хіміко-термічної обробки сталі відносяться: цементація (насичення вуглецем),, азотування (насичення азотом), ціанування (одночасне насичення вуглецем і азотом), дифузійна металізація, або поверхневе легування. Останній метод залежно від насичує елемента підрозділяють на хромування, алітування, силіцированіє (насичення відповідно хромом, алюмінієм, кремнієм) та ін.

Термомеханічна обробка - новий метод обробки металів, що дозволяє підвищити механічні властивості в порівнянні з одержуваними звичайною загартуванням і відпусткою. Вона полягає в поєднанні пластичної деформації З термообробкою.

Розглянемо основні види власне термічної обробки сталей, що відрізняються один від одного режимами термообробки, тобто температурою нагріву, витримкою при цій Температурі і швидкістю охолодження.

Зміна внутрішньої структуры1 сталі в процесі нагрівання при різних видах термообробки залежить від вмісту в ній вуглецю. Тому вибір температури нагріву роблять за спеціальною діаграмі ( 49), яка є частиною більш повної діаграми стану залізовуглецевих сплавів. По горизонтальній осі на ній зазначено зміст вуглецю у відсотках, а по вертикальній - температура нагрівання сталі у градусах Цельсія. Заштриховані ділянки діаграми показують оптимальні температурні інтервали нагрівання сталі при різних видах термообробки.

Віджиг - це нагрівання сталі до температури, яка визначається метою відпалу, витримка при цій температурі і подальше повільне охолодження. Мета відпалу - усунення хімічної неоднорідності сталей, зниження твердості для полегшення механічної обробки та ін Повний відпал здійснюється шляхом нагрівання сталі на 30-50°С вище температур, які визначаються лінією GSK; витримки при цій температурі і подальшого охолодження разом з піччю. Час витримки повинна бути достатньою для нагрівання виробу по всьому перерізу.

Різновидом повного відпалу є нормалізація, що полягає в нагріві стали на 30-50°С вище лінії GSE, витримці при цих температурах з подальшим охолодженням на повітрі. Мета нормалізації - зняття залишкових напружень в металі і вирівнювання його структури.

Загартування складається з нагрівання сталі до температур вище на 30-50°З лінії GSK з наступним швидким охолодженням. Основна мета гарту - підвищення твердості і міцності сталі.

Крім звичайної повної загартування сталі, може проводитися поверхнева. Найбільш поширена поверхневе загартування струмами високої частоти з допомогою спеціальних генераторів, що дають змінний струм з частотою до 10 млн. герц. Нагрів виробу здійснюється індуктором, по якому проходять струми високої частоти. Індуктор наводить (індукує) струми у виробі, вміщеному всередині його. Виготовляють індуктор зазвичай з порожнистих мідних трубок, по яких циркулює вода. Завдяки цьому сам індуктор не нагрівається. Форма індуктора повинна повторювати форму виробу, щоб нагрівання вироблявся рівномірно по всій поверхні виробу.

В процесі відпустки вже загартована сталь нагрівається до температури нижче лінії PSK, витримується при цій температурі і охолоджується на повітрі або в маслі. Головна мета відпустки - знизити крихкість загартованої стали.

Температура нагріву при відпустці коливається від 75 до 650°С.

Вибір тієї чи іншої температури залежить від призначення виготовленої деталі. При підвищенні температури нагріву твердість і міцність загартованої сталі знижуються, а в'язкість збільшується.

У практиці термообробки розрізняють три віла відпустки: низький, який виконується при температурах до 250°С, середній - при температурах до 450°С і високий - при температурах до 650°С. Високий відпустку забезпечує більш повне зняття залишкових напруг, високу в'язкість і достатню міцність сталі.

Для термічної обробки сталей застосовується спеціальне обладнання, що складається з нагрівальних пристроїв, пристосувань (бачки з водою і маслом, гартівні кліщі тощо) і приладів для контролю теплового режиму і результатів термічної обробки. З нагрівальних пристроїв використовуються головним чином електричні муфельні печі і печі, що працюють на рідкому або газоподібному паливі. В якості охолоджуючих середовищ служать повітря, масло, вода, розчини солей у воді.

Для контролю теплового режиму застосовують зазвичай термоелектричні пірометри, що складаються з термопари і гальванометра з шкалою в градусах Цельсія.

Результати термообробки можна перевірити пробій напилком або визначенням твердості сталей твердомерами і випробуванням на ударну в'язкість.

    

 «Обробка металу» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також: Обробка металу Выколотка, або дифовка Гравірування Насічка Надрезная карбування Тиснення по фользі Ажурне лиття Кристаліт Декоративна обробка металу Технічне творчість "Нариси історії науки і техніки"