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
                                    [pic]
       Закалка стали – процесс, состоящий из нагрева стали до определенной
температуры, выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения.
                                    [pic]
       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 150-3000С. Это
приводит к снижению внутренних напряжений в стали. При низком отпуске
твердость стали снижается незначительно.
       При среднем отпуске сталь нагревается до температуры 300-5000С.
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


                                    [pic]



       По диаметру лунки после снятия нагрузки определяют твердость детали.
Определение твердости методом Роквелла осуществляется путем вдавливания в
поверхность детали алмазного конуса (под нагрузкой).


                                    [pic]



       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.