Иванов (550688), страница 63
Текст из файла (страница 63)
2. Полный отжиг, при котором температура на 20 — 40'С выше точки Ас,. При этом достигается полная аустенизация структуры, т. е. полная структурная перекристаллизация. 3. Гомогенизация (диффузионный отжиг), при которой отливку нагревают до температуры значительно выше критического интервала Ас,— Ас,. Цель отжига — выравнивание состава путем диффузии. Температуру нагрева при отжиге углеродистых сталей выбирают по диаграмме железо — углерод, а для легированных сталей— положением точки Ас„определенной экспериментально. Однако если после нагрева высоколегированных сталей выше Ас, охлаждение проводить медленно, то избыточная карбидная фаза (вторичный цементит) выпадает в виде сетки. Такая структура обладает низкой вязкостью и неудовлетворительна почти во всех случаях.
Поэтому заэвтектондные стали отжигают при температуре выше Ас„т. е, им дают неполный отжиг. Необходимость полного отжига доэвтектоидной стали обусловливает требование проведения фазовой перекристаллизации всей структуры. Грубозернистая структура литой стали переходит в мелкозернистую, что приводит к существенному улучшению механических свойств.
Охлаждение после отжига должно быть медленным, чтобы обеспечить перекристаллизацию при небольшом переохлаждении аустенита ниже равновесной температуры Ас,. Обычно углеродистые стали охлаждают со скоростью 200 'С/ч; для низколегированных 299 Таблица 8.! Твердость НВ углеродистых сталей в отожжевном н нормализованном состовнввх Ннстру- нентальная сталь Конструкцнонная сталь Текннческое железо Состояние ляская средняя твердая 80 — 100 90 — 100 Отсиженное Нормализованное 123 140 160 190 188 230 220 270 Для низкоуглеродистых нелегированных сталей нормализацию всегда следует предпочесть отжигу, так как при нормализации структура получается лучше н механические свойства (пластичность, 300 сталей скорость должна быть снижена до 100 'С/ч; для высоколегированных — до 50 'С(ч. В результате отжига получается структура: в доэвтектоидной стали — феррит + перлит; в эвтектоидной — перлит, в заэвтектоид-: ной — цементит + перлит.
Чем выше скорость охлаждения, тем больше в структуре будет перлита и тем значительнее этот перлит будет отличаться по содержанию углерода от эвтектоидного (0,8 еуо С). Одновременно большая степень переохлаждения ведет к получению большой дисперсности перлита. Очень медленное охлаждение приводит иногда к неудовлетворительным результатам. В доэвтектоидных среднеуглеродистых сталях при этом образуются крупные включения феррита; такая структура плохо гомогенизируется при нагреве под закалку, в местах бывших залеганий феррита аустенит содержит мало углерода, и в закаленной стали образуются мягкие зоны.
Нормализация — частный случай отжига. При нормализации сталь нагревают до температуры на 30 — 50'С выше точки Ас„но иногда и на 100 — 150 'С выше. Это так называемая высокая нормали. зация. Отливки после выдержки охлаждают на воздухе. Аустенит распадается при несколько большей степени переохлаждения, чем при отжиге„и поэтому образуются структуры более тонкого перлита.
Нормализацию применяют для углеродистых и низколегированных сталей, так как охлаждение на воздухе средне- и высоколегированных сталей приводит к частичной или полной закалке и в структуре появляется мартенсит. Чем больше аустенит в стали способен к переохлаждению, тем больше различие между отожженным и нормализованным состоянием. Это происходит при увеличении в стали углерода, что в первую очередь сказывается на изменении твердости в различных углеродистых сталях (табл, 8.1). ударная вязкость) выше.
Кроме того, нормализация проходит быстрее и она экономически выгоднее (термнческая пачь не занята в период охлаждения). Для средне- и особенно высокоуглеродистых сталей различие в получаемых свойствах весьма велики, и поэтому вопрос о замене отжига нормализацией должен решаться конкретно в каждом случае. При нормальном содержании хрома и марганца в среднеуглеродистой стали получаемая после нормализации повышенная твердость не влияет заметно на обрабатываемость и другие технологические свойства, поэтому для сталей с содержанием 0,3 — 0,5 % С целесообразно также заменить отжиг нормализацией.
Продолжительность нагрева и выдержки при температуре отжига или нормализации определяется временем, необходимым для сквозного прогрева всей отливки и для завершения структурных преобразований. Прн отжиге температура нагрева незначительно выше точки Ас, и превращения протекают медленно. Кроме того, из-за грубой литой структуры также требуется увеличение выдержки. Продолжительность выдержки при отжиге больше, чем при нормализации.
Невозможно назвать единую продолжительность нагрева и выдержки отливок при термообработке, так как она определяется термическим оборудованием, размером отливок и их исходной структурой. Можно назвать в качестве ориентировочной практически распространенную норму, прн которой продолжительность нагрева н выдержки прн заданной температуре в сумме составляет 0,5 — 1 ч на каждые 25 мм толщины стенки отливки. Для термообработки отливок, полученных по выплавляемым моделям, можно применять любые термические печи, описанные в литературе.
Независимо от способа нагрева (электричеством или газом) и конструкции печей (камерные, методические, шахтные или конвейерные) необходимо выдержать условие безокислительного нагрева, так как отливки имеют небольшие припуски и чистую поверхность. Наиболее отвечают указанному условию печи с контролируемой средой, которые используют в цехах с крупносерийным и массовым производством отливок. При малых масштабах производства приходится применять печи с окислительной средой, в которых отливки термообрабатывают в ящиках с засыпкой их карбюризатором или чугуйной стружкой.
Конвейерные электропечи для нормализации с контролируемой средой имеют производительность до 300 кг отливок в час с регулируемыми путем изменения скорости движения ленты режимами термообработки. После термообработки в таких печах поверхность отливок получается серебристого цвета. Если на отливках имеется окалина (окисление верхних рядов отливок в блоке), то она восстанавливается и на отливках образуются отслоившиеся пленки восстановившегося железа, которые портят их внешнпй вид. В этом случае последующей операцией должна быть очистка в дробеструйном барабане илн же предварительная очистка в галтовочных барабанах с одновременным выщелачнванием (см. п.
8.4). 30! При термообработке в расплавленных солях, совмещенной с очисткой от оболочки (продолжительность до 30 мин, температура 900— 950 'С) рост зерна в сталях 20ХЛ, 40ХЛ и 55Л практически отсутствует. При переносе отливок в другой расплав (600 — 700'С) происходит изотермическнй отжиг. Такая термообработка, по данным В.
К. Доценко и О. К. Севрука, приводит к образованию равномерных и ненапряженных структур, придающих отливкам высокие прочностные и пластические свойства, Во избежание обезуглероживания отливок из-за присутствия в расплавах окислов железа в ванну вводят карбид кремния в виде отходов абразивных карборундовых кругов или древесный уголь. ГЛАВА 9 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК Требования, которым должны отвечать литые детали в процессе работы, служат критерием для контроля качества отливок: точность размеров, шероховатость поверхности, плотность, свойства металла отливок, допустимость внутренних и наружных дефектов. 9.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТЛИВОК ПО ГРУППАМ КОНТРОЛЯ В зависимости от требований к качеству отливок назначают методы нх контроля.
Все отливки по выплавляемым моделям разделяют на пять групп. Группа 1, Отливки, работающие при максимальных для данного сплава нагрузках, поломка которых ведет к аварии машины, связанной с риском для здоровья и жизни людей. К этой группе можно отнести, например, литые турбинные лопатки авиационных двигателей, детали рулевого управления и тормозов автомобилей. Группа 2.
Отливки, поломка которых ведет к аварии машины, ее остановке, значительному ремонту, но не угрожает здоровью и жизни людей, например, лопатки трубокомпрессоров наземных двигателей внутреннего сгорания, клапаны, толкатели и некоторые другие движущиеся детали, Группа 3. Отливки, при поломке которых требуется заменить их, например рычаг ручной подкачки бензина, рычаг привода акселератора автомобильного двигателя, литые кронштейны.
. Группа 4. Детали, при поломке которых машина некоторое время может работать до планового ремонта или до остановки в конце смены, например кожухи, ненагруженные кронштейны. Группа 5. Отливки, отстуствие которых ухудшает только внешний вид, но не работу машины, например эмблемы, декоративные детали. Группу контроля отливок определяет конструктор машины и записывает в технические условия чертежа детали, исходя из которых, технологи совместно с работниками технического контроля назначают нормы и разрабатывают методы контроля. Каждую отливку группы 1 контролируют с использованием общих и специальных методов: визуально для определения наружных дефектов, по геометрическим размерам, химическому составу, механическим и специальным свойствам; выявляют внутренние, а также невидимые невооруженным глазом поверхностные дефекты.
ЗОВ Отливки группы 2 контролируют по размерам и выявляют внутренние и внешние дефекты. От партии отливок одной плавки проверяют механические свойства на образцах. В ряде случаев проверяют специальные свойства. Контроль отливок группы 3 включает проверку геометрических размеров и наружных дефектов, а также проверку химического состава сплава каждой плавки. Из механических свойств в некоторых случаях проверяют только твердость. Внутренние дефекты в отливках этой группы не контролируют, У отливок группы 4 контролируют точность геометрических размеров и выявляют дефекты.
Химический состав проверяют от каждой плавки нли от сменной (суточной) партии плавок. Отливки группы 5 проверяют только по внешнему виду и выборочно (от 10 до 1 %) — по геометрическим размерам. Химический состав отливок этой группы проверяют обычно 1 раз в сутки и он является факультативным. Таким образом, для отливок различного назначения нормы и методы контроля различны. эли МЕТОДЫ КОНТРОЛ Я Контроль химического состава сплава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
