Повърхностно втвърдяване
В много случаи продуктите трябва да имат предимно висока твърдост на повърхностния слой. В същото време сърцевината на продукта остава вискозна. Това се постига чрез бързо нагряване на повърхностния слой над точката на фазовите трансформации и бързо последващо охлаждане.
Слой 1 се нагрява над точката Ас3 и се охлажда напълно. Слой 2 е частично втвърден. Слой 3 остава неугасен. l е разстоянието от повърхността дълбоко в пробата.
Състоянието на висока твърдост и якост на повърхностния слой с вискозитета на сърцевината осигурява висока устойчивост на износване на продукта и в същото време устойчивост на динамични натоварвания, което е много важно за части от подвижни машинни съединения.
Методи за повърхностно втвърдяване:
1-ви -С индукционно нагряване (закаляване с високочестотен ток - HDTV) се използва при масова обработка на стоманени продукти. Дълбочината на втвърдяване се определя от условията на работа на детайла и е 1,5 ... 3 mm за износване от умора и до 15 mm за високи контактни натоварвания.
2-ри -Газ-пламък - използва се за единични големи артикули или малки партиди. Например подвижни валове, колянови валове.
3-то -В електролита - при преминаване на ток през електролита върху катода (втвърдената част) се образува водородна газова риза, докато токът се увеличава значително и частта се нагрява. След изключване на тока детайлът може веднага да се втвърди в електролита.
4-то -Лазерно закаляване - високоскоростно нагряване на повърхностния слой под действието на лазерен лъч Предимство: както тънки, така и дебели слоеве могат да бъдат закалени в различни режими, както в малки участъци от детайла, така и на голяма повърхност.
Често се използва за втвърдяванережещите ръбове на инструмента. Продължителността на нагряване не надвишава 10 -6 С. Това ви позволява да варирате в широки граници на дълбочината на нагряване и степента на фазови трансформации в стоманата.
46. Закаляване на стомана - термична обработка, включваща нагряване на закалена стомана до температура под критичните точки, задържане при тази температура и охлаждане, за да се получи даден комплекс от мех. свойства, както и пълно или частично елиминиране на напреженията на закаляване.
-ниска - прибл. за въглеродни и нисколегирани стомани (режещи и измервателни инструменти). Те включват нагряване на продукта до 150 ... 200ºС → излагане (времето на излагане зависи от размера) → охлаждане. Твърдостта почти не се променя (58…63 HRC), докато здравината и якостта се увеличават. Често ок. след над. втвърдяване или XTO;
-среден – испански за въглерод и сплави. стомани в производството пружини, пружини, инструменти за обр. налягане Нагряване до 350…500ºС → задържане 1…8 часа (в зависимост от теглото) → охлаждане в неподвижен въздух;
-високо - прибл. за среден въглерод стомани, се извършва след закаляване и дава най-добрата комбинация от здравина и издръжливост. Комбинацията от закаляване с високо темпериране се нарича рафиниране. Загряване до 500-680ºС → задържане 1…8 часа → охлаждане на въздух. Legir. стоманите се охлаждат във вода или масло.
Стареене е топлинна обработка, която се извършва след закаляване без полиморфна трансформация, насочена към получаване на по-равновесна структура и дадено ниво на свойства в сплавта.
Схема на процеса: нагряване 120-150ºС, излагане от 10 до 35 часа при тази температура. Експозицията позволява без намаляване на твърдостта темпериране. започна да стабилизира състоянието на въглерода в неговата структура, като го отделя под формата на диспергирани карбиди.
47. Термомеханична обработка (ТМО) на стомана - к-топерации на топлинна обработка с пластична деформация, която се извършва или над критични точки (HTMT), или при температура на преохладен (500 - 700 ° C) аустенит (LTMT). Този вид обработка дава възможност да се получи стомана с висока якост (до 270 MPa). Образуването на стоманената структура по време на ТМТ става при условия на повишена плътност и оптимално разпределение на дислокациите. Крайните операции на ТМТ са незабавно закаляване, за да се избегне развитието на рекристализация и нискотемпературно (T=100.300оС) отвръщане.
Термомеханичната обработка, последвана от закаляване и темпериране, позволява да се получи много висока якост (s= 2200,3000 MPa) с добра пластичност (d=6,8%, y=50,60%) и якост. За практически цели HTMT стана по-широко разпространен, осигурявайки, наред с висока якост, добра устойчивост на умора, висока работа на разпространение на пукнатини, както и намалена критична температура на крехкост, чувствителност към концентратори на напрежение и необратима крехкост при отпускане. HTMT се извършва в цеховете за валцуване на металургичните заводи, например при втвърдяване на пръти за пръти, пружинни ленти, тръби и пружини.
48. Химико-термична обработка (CHT) на стомана - набор от операции за термична обработка с насищане на повърхността на продукта с различни елементи (C, N, Al, Si, Cr и др.) При високи температури. Благодарение на тази обработка се променя не само структурата на метала, но и химичният състав на горния му слой, а частта може да има пластично ядро, което може да издържи на ударни натоварвания, висока твърдост и устойчивост на износване. От съществуващите методи за химико-термична обработка на стомана в малък цех може да се извърши само карбуризиране. Карбуризирането е карбуризирането на стоманената повърхност. Тована процеса най-често се подлагат продукти, изработени от нисковъглеродни стомани, съдържащи не повече от 0,2% въглерод и някои легирани стомани. Частите, предназначени за карбуриране, първо се почистват. Повърхностите, които не подлежат на карбуризация, се покриват със специални защитни антициментови покрития.
В-ва, които са част от покритието, се наричат карбуратори. Те биват твърди, течни и газообразни.
Химико-термичната обработка повишава твърдостта, устойчивостта на износване, устойчивостта на кавитация и корозия и чрез създаване на благоприятни остатъчни напрежения на натиск върху повърхността на продуктите, повишава тяхната надеждност и издръжливост.
Карбуризиране
Процесът на насищане на повърхността на продукта с въглерод. Карбуризирането повишава твърдостта и устойчивостта на износване на повърхността на детайла, като същевременно запазва здравината на сърцевината. Разграничете твърдо и газово циментиране. При твърдо карбуризиране частите се поставят в кутия, пълна с карбуратор (карбуратор) и специални добавки. Като карбуратор се използва въглен. При температурата на процеса (900-950 градуса по Целзий) кислородът на въздуха, разположен между парчетата въглища, взаимодейства с въглерода, за да образува въглероден оксид CO. Това е CO, а не CO2, защото процесът протича с недостатъчно количество кислород. Когато въглеродният окис влезе в контакт с метална повърхност, възниква реакция на дисоциация, при която въглеродният окис се разлага на CO2 + реакция на дисоциация с образуването на активни въглеродни атоми, кат. дифузен. 2CO2->CO2+C
метална повърхност. Като добавки към карбуратора се използват соли: CO3, Na2CO3, K2CO3, които са допълнителен доставчик на въглероден оксид.
Процесът на твърдо циментиране не е много продуктивен и отнема повече от дузина часа. Това се дължи на факта, чезначителна част от времето се изразходва за загряване на кутията до желаната температура. Карбураторът не е топлопроводимо вещество.
По-ефективен метод за газово карбуризиране.
В този случай и / от камерата, частите, заменени в нея, преминават газ за карбуризиране или CO или по-често наситени въглеводороди (метан, етан, пропан, хексан, октан, нонан, декан). При производството най-често се използва природен газ, съдържащ до 93-95% от групата CH4. По време на циментирането подаването на газ се регулира внимателно. В случай на излишък на газ, слой от сажди се утаява върху повърхността на детайла. не целият въглерод може да се абсорбира от повърхността на частта. Температурата на карбуризиране не е избрана под AC1. феритът практически не разтваря въглерода. Процесът се провежда над АС3, а именно при темп. 900–930 ºС. След циментиране стр-ра е разнородна в напречното сечение на детайла. Според ковкостта на страницата тя съответства на страницата от хиперевтектоидна стомана. След това стр-ра на евтектоидна стомана (перлит) и след това стр-ра на пре-етектоидна стомана (F + P). За дебелината на слоя вземете дебелината на zaevt. eut. и половината доевт. зони. Крайните свойства се формират след термично. обр. Топлинната обработка осигурява смилането на зърното, което неизбежно се отглежда в процеса на задържане при висока температура. Отстраняване на циментовата решетка.
Термична обработка закл. в закаляване при температура 820–840ºС и ниско темпериране при температури 60–64HRC, легирани при 57–60HRC.