Каталог :: Технология

Реферат: 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
                              
     Закалка стали – процесс, состоящий из нагрева стали до определенной
температуры, выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения.
                              
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 150-3000
С. Это приводит к снижению внутренних напряжений в стали. При низком отпуске
твердость стали снижается незначительно.
При среднем отпуске сталь нагревается до температуры 300-5000
С. 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
                              
По диаметру лунки после снятия нагрузки определяют твердость детали.
Определение твердости методом Роквелла осуществляется путем вдавливания в
поверхность детали алмазного конуса (под нагрузкой).
                              
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.