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.