Навигация
3 Виды обработки
Для упрочнения качественных характеристик металла применяют термическую обработку, состоящую из нагрева и охлаждения. Термической обработке подвергают слитки, отливки, полуфабрикаты, сварные соединения, детали машин, инструменты.
Основные виды термической обработки – отжиг, закалка, отпуск и старение.
Каждый из указанных видов имеет несколько разновидностей.
Отжиг – термическая обработка, в результате которой металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к равновесной: отжиг вызывает разупрочнение металлов и сплавов, сопровождающиеся повышением пластичности и снятием остаточных напряжений.
Закалка – термическая обработка, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура. Неравновесные структуры при термической обработке можно получить только в том случае, когда в сплавах имеются превращения в твердом состоянии: переменная растворимость, полиморфные превращения твердых растворов, распад высокотемпературного твердого раствора по эвтектоидной реакции. Конструкционные и инструментальные сплавы закаливаются для упрочнения.[2]
Отпуск и старение – термическая обработка, в результате которой в предварительно закаленных сплавах происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной. Сочетание закалки с отпуском или старение практически всегда предполагает получение более высокого уровня свойств по сравнению с отожженным состоянием.
При термической обработке стали возникают дефекты, к которым относятся: трещины – образуются при закалке в тех случаях, когда внутренние растягивающие напряжения, возникающие в результате мартеновского превращения, превышают сопротивление стали разрушению. Трещины – неисправимый дефект.
Деформация и коробление – изменения размеров и форм изделий, происходит при термической обработке в результате термических и структурных напряжений под воздействием неравномерного охлаждения и фазовыми превращениями. Коробление труднее устранить в длинных и тонких изделиях.
Химико-термической обработкой называют обработку, заключающуюся в сочетании термического и химического воздействия на металлы и сплавы для изменения химического состава структуры и свойств в поверхностных слоях. Химико-термическая обработка сводится к насыщению поверхностного слоя стали неметаллами или металлами в процессе выдержки при определенной температуре в активной жидкой или газовой среде.
Химико-термическую обработку широко применяют для упрочнения деталей машин, повышения твердости, износостойкости. Есть несколько направлений этой процедуры.
Цементация – это химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагреве в соответствующей среде – карбюризаторе. Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате закалки низкого отпуска, выполняемых после цементации. Для цементации используют обычно низкоуглеродистые, чаще легированные стали. На цементацию детали поступают после механической обработки с припуском на шлифование.
Нитроцементация – это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом в газовой среде, состоящей из науглеруживающего газа и аммиака. После этого процесса следует закалка и отпуск. Нитроцементации обычно подвергают детали сложных конструкций, конфигурации, склонные к короблению. Широко применяется в автомобиле-, и тракторостроении.
Азотирование – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом, очень сильно повышающий твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в таких средах как атмосфера, вода, пар.
Цианирование – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом в расплавленных цианистых солях. Цианирование при сравнительно низких температурах позволяет выполнить закалку непосредственно из цианистой ванны. После закалки следует низкотемпературный отпуск. Применяют для упрочнения мелких деталей.
Борирование – химико-термическая обработка, заключающаяся в насыщении поверхностного слоя стали бором при нагреве в соответствующей среде. Применяют для повышения износостойкости втулок, грязевых нефтяных насосов, дисков пары турбобуров, вытяжных, гибочных и формировочных штампов, деталей пресс-форм машин для литья под давлением.
Силицирование – насыщение поверхности стали кремнием. Используется в обработке деталей для оборудования химической, бумажной, нефтяной промышленности.
Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков и других деталей, работающих в агрессивных средах.[3]
Закалка - это операция термической обработки, заключающаяся в нагреве стали на 30-50°С выше критических точек Ас3 - для доэвтектоидных и Ас1 - для заэвтектоидных сталей и выдержке при этой температуре для завершения фазовых превращений и последующем охлаждении со скоростью выше критической. Сталь 12Х2НВФА является доэвтектойдной, критическая точка Ас3 равна 840°С, поэтому температура нагрева при закалке равна 
. Оптимальной охлаждающей средой при закалке для данной стали является масло, так как оно быстро охлаждает сталь в интервале температур минимальной устойчивости аустенита и замедлено в интервале температур мартенситного превращения, то есть при охлаждении в масле происходит одновременное мартенситообразование во всей детали, и снижается возможность образования закалочных трещин. В результате закалки прочность и твёрдость увеличиваются, а пластичность и вязкость снижается.
Структура после закалки: на поверхности мелкоигольчатый мартенсит, с равномерно распределёнными карбидами и аустенит остаточный, в сердцевине - малоуглеродистый мартенсит.
Обработка холодом заключается в охлаждении закалённой стали до температуры ниже Мк. Температура Мк данной стали равна -70°С, поэтому обработку холодом проводится при температуре - 50°С.[4]
Рис.1 График обработки
Холодом
Понижение температуры до температуры ниже точки конца мартенситного превращения Мк вызывает превращение аустенита в мартенсит, что повышает твёрдость стали. Однако, одновременно возрастают внутренние напряжения, поэтому деталь охлаждают медленно и сразу после обработки холодом проводят низкий отпуск.
Похожие работы
... виды этого процесса: отжиг, закалка, отпуск, а также есть химико-термическая и термомеханическая обработка. В данном реферате будут рассмотрены, основные виды термической обработки стали. Выбор темы Тема «Основные виды термической обработки стали» была выбрана, потому, что термообработка сталей применяется очень давно, является интересной, ёмкой и наиболее практичной (можно, что-то ...
... тех же структур эвтектоидной стали в зависимости от содержания углерода, однако характер изменения свойств структур от перлита до мартенсита тот же, что и у эвтектоидной стали. Изучив вопросы теории термической обработки стали, познакомимся с ее видами: отжигом и нормализацией, закалкой и отпуском. 2. Отжиг и нормализация. После отливки, прокатки и ковки стальные заготовки охлаждаются ...
... нарушаются элементарные дидактические требования, преобладает пассивное восприятие учебной информации учащимися, нерационально тратится учебное время. Глава 2. Методика использования аудиовизуальных и технических средств обучения при изучении раздела «Технология обработки ткани 5 класс» 2.1 Комплексно-методическое обеспечение раздела 1. Учебно-методическая документация № п/п Наименование ...
... ? 25. В чем сущность биохимических, фотохимических, радиационно-химических, плазмохимических процессов? Указать области их применения. 26. Какие основные группы физических процессов используют в системах технологий? 27. Дать определение машиностроению как комплексной области. Какова структура машиностроительного предприятия? 28. Раскрыть сущность понятий «изделие», «деталь», «сборочная единица ...
0 комментариев