Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В конце следует заострить внимание на том, что вид обработки зависит не только от размеров, конфигураций, условий эксплуатаций и назначения деталей, но и от материала изготовления деталей и его первичных свойств или полученным им тех или иных свойств после первичной обработки.

К примеру, дробеструйной обработке подвергают изделия типа пружин и рессор, звенья цепей, гусениц, гильзы, поршни, зубчатые колеса и др. Обкаткой роликами обрабатывают шейки валков и другие детали. Дробеструйной обработке подвергают изделия из сталей после нормализации или закалки, в том числе закалки ТВЧ. В последнем случае при наклепывании происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит, что дополнительно повышает прочность. Этот способ обработки эффективен и для деталей из чугуна. Основными преимуществами этого метода упрочнения деталей являются простота и высокая производительность. В ряде случаев (при обкатке роликами) не требуется специализированное оборудование.

В заключение следует отметить, что во всех рассмотренных случаях сущность поверхностного упрочнения сводится к повышению плотности и дислокаций, так как чем выше плотность дислокации, тем выше напряжение.

Разобранные виды упрочняющей обработки деталей машин являются основой для создания деталей, обладающих требуемой конструкционной прочностью. Рациональное использование упрочняющей обработки позволяет экономить материал за счет более полного использования ресурсов свойств, которыми обладает данный материал.

Нормализация стали

Нормализация — вид термической обработки стали, заключающийся в нагреве её выше верхней критической точки, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Цель нормализаций — придание металлу однородной мелкозернистой структуры (не достигнутой при предыдущих процессах — литье, ковке или прокатке) и как следствие — повышение его механических свойств (пластичности и ударной вязкости).

При нормализаций низко- и среднеуглеродистой стали происходит распад аустенита (одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов, твёрдый раствор углерода (до 2%)и легирующих элементов в железе) с образованием смеси феррита (структурная составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в a-железе) с перлитом (представляет собой эвтектоидную смесь двух фаз — феррита и цементита (карбид железа Fe₃C, фазовая и структурная составляющая железоуглеродистых сплавов)) или сорбитом.

Более упрощено это выглядит так – эвтектоидная смесь феррита с цементитом растет от отдельных центров в виде колоний. Важнейшей характеристикой эвтектоида является дисперсность феррита и цементита внутри его колоний. Мерой этой дисперсности служит межпластинчатое расстояние Δ₀ (рис. 2).

Межпластинчатым расстоянием называется средняя суммарная толщина соседних пластинок феррита и цементита.

Рис. 2. Схема феррито-цементитной структуры.

В зависимости от дисперсности пластин в эвтектоиде его называют перлитом, сорбитом или трооститом. Перлит образуется при небольших степенях переохлаждения (охлаждение с печью со скоростью в несколько градусов в минуту), и строение его можно выявить при малых и средних увеличениях микроскопа. Сорбит образуется при несколько больших степенях переохлаждения (охлаждение на воздухе со скоростью в несколько десятков градусов в минуту). Поэтому он более дисперсен, и микростроение сорбита выявляется только при больших увеличениях микроскопа.

Троостит образуется еще при больших степенях переохлаждения, и его внутреннее строение трудно выявить даже при очень больших увеличениях светового микроскопа. С увеличением дисперсности эвтектоидной смеси возрастают твердость, предел прочности и предел текучести.

Так как подразделение эвтектоида на перлит, сорбит и тростит условно и между ними нет четкой границы, то их различают по твердости. Например, в стали У8 твердость перлита 170 – 230 HB, сорбита 230 – 330 HB, троостита 330 – 400 HB.

Режим нормализаций определяется температурой нагрева (аустенитизации) рис. 3, временем выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения. Температура нагрева при нормализаций на 30—50 °С выше верхней критической точки (выше линии GSE). Время выдержки должно быть минимальным, обеспечивающим равномерный прогрев по сечению изделия. Скорость охлаждения на спокойном воздухе обычно составляет 150—250 °С/ч; однако при нормализаций массивных изделий скорость охлаждения должна регламентироваться в зависимости от их размеров и состава стали в соответствии с кинетикой превращений аустенита. Увеличение скорости нагрева, минимально возможные температуры и время выдержки обеспечивают получение более мелкого зерна аустенита и более дисперсной смеси перлита или сорбита с ферритом.

После нормализации сталь должна иметь большую прочность, чем после отжига. Нормализацию применяют чаще как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием, для устранения пороков строения и общего улучшения структуры перед закалкой. Таким образом, назначение нормализации как промежуточной обработки аналогично назначению отжига. Так как нормализация гораздо выгоднее отжига (охлаждение не с печью, а на воздухе), то ее всегда следует предпочесть отжигу, если оба эти вида обработки дают одинаковые результаты. Но нормализация не всегда может заменить отжиг как операция смягчения стали.

Нормализацию широко применяют вместо смягчающего отжига к малоуглеродистым сталям, в которых аустенит слабо переохлаждается. Но она не может заменить смягчающий отжиг высокоуглеродистых сталей, которые весьма ощутимо упрочняются при охлаждении на воздухе из-за значительного переохлаждения аустенита.

В заэвтектоидной стали нормализация устраняет грубую сетку вторичного цементита. При нагреве выше точки А_Сm (линия SE) вторичный цементит растворяется, а при последующем ускоренном охлаждении на воздухе он не успевает образовать грубую сетку, понижающую свойства стали.

А_C3

Рис. 3. Интервал температур термической обработки (І – полный отжиг, ІІ – нормализация).

Латунь – свойства, применение, маркировка.

Латунями называют двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк.

Медные сплавы обладают высокими механическими и технологическими свойствами, хорошо сопротивляются износу и коррозии.

Медь с цинком образует кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа; β,γ и ε.

Наиболее часто структура латуней состоит из α - или α + β^′ -фаз: α -фаза — твердый раствор цинка в меди с кристаллической решеткой меди г. ц. к. Предельная растворимость цинка в меди составляет 39% (рис. 4, а), а β^′-фаза упорядоченный твердый раствор на базе электронного соединения CuZn c решеткой о.ц. к.

Рис. 4. Диаграмма состояния Си – Zn (а) и влияние цинка на механические свойства меди (б)

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение атомов и широкую область гомогенности (см. рис. 4, а). В этом со стоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454 — 468°С расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β^′. Фаза β^′ в отличие от β-фазы является более твердой и хрупкой; γ -фаза представляет собой электронное соединение Cu₅Zn₈ (21/13). Зависимость механических свойств меди от содержания цинка показана на рис. 4, б. В области α -твердого раствора прочность и пластичность растут. При появлении в структуре β^′-кристаллов пластичность падает, а прочность продолжает возрастать примерно до 45% Zn. При большем содержании цинка структура сплава состоит из β^′-фазы, и прочность сильно уменьшается из-за высокой хрупкости.

Технические латуни содержат до 40 — 45% Zn. В зависимости от содержания цинка различают α -латуни (рис. 5, а) и α + β^′-латуни (рис. 5,б): α -латуни хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. Двухфазные α + β^′-латуни малопластичны в холодном состоянии. Эти латуни обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области β - или α + β-фаз; α + β^′-латуни по сравнению с α -латунью имеют большую прочность и износостойкость, но меньшую пластичность.

Двойные латуни нередко легируют Al, Fe, Ni, Sn, Mn, Pb и другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Введение легирующих элементов (кроме никеля) уменьшает растворимость цинка в меди и способствует образованию β -фазы, поэтому специальные латуни чаще двухфазные α + β. Никель увеличивает растворимость цинка в меди. При добавлении его к α + β^′-латуни количество β^′-фазы уменьшается, и при достаточном его содержании латунь из двухфазной становится однофазной (α-латунь). Легирующие элементы увеличивают прочность (твердость), но уменьшают пластичность латуни.

Рис. 5. Микроструктура α (а) к α + β^′-латуни (х250)

Свинец облегчает обрабатываемость резанием и улучшает антифрикционные свойства. Свинец вводят в α + β^′-латуии или в α-латуни, испытывающие при нагреве и охлаждении α ↔ β- превращение. В результате этого превращения свинец располагается не по границам зерен, как в чистой меди или α-латуни, не имеющей превращений в твердом состоянии (что особенно затрудняет горячую обработку давлением, вызывая брак продукции), а внутри зерен, что не мешает обработке давлением, но способствует лучшему отделению стружки при резании. Сопротивление коррозии повышают AI, Zn, Si, Mn H Ni.

Латуни в наклепанном состоянии или с высокими остаточными напряжениями и содержащие свыше 20% Zn склонны к коррозионному («сезонному») растрескиванию в присутствии влаги, кислорода, аммиака. Для предотвращения растрескивания полуфабрикаты из латуни указанных составов отжигают при 250-650'С, а изделия из латуни - при 250-270°С.

Для уменьшения твердости перед обработкой .давлением и получения в полуфабрикатах требуемых свойств их подвергают рекристаллизационному отжигу, чаще при 600 — 700^сС, с охлаждением на воздухе или в воде (для отделения слоя окалины). Для получения мелкого зерна перед глубокой вытяжкой полосы и ленты отжигают при более низкой температуре(450-550°C).

При отжиге α + β^′-латуней помимо рекристаллизации протекает фазовая перекристаллизация. Структура и свойства α + β^′′-латуней зависят от скорости охлаждения. При быстром охлаждении возрастает количество β^′′-фазы, что повышает твердость латуни и в некоторых случаях улучшает обработку резанием. Когда нужна высокая: пластичность, например для холодной обработки давлением, охлаждение должно быть медленным, чтобы получить возможно большее количество α-фазы.

Латуни, предназначенные для фасонного литья, от которых требуется повышенная прочность, содержат большое количество специальных присадок, улучшающих их литейные свойства. Эти латуни отличаются и лучшей коррозионной стойкостью.

Литейные латуни обладают хорошей жидкотекучестью, мало склонны к ликвации и обладают антифрикционными свойствами.

Все латуни по технологическому признаку подразделяют на две группы: деформированные, из которых изготовляют листы, ленты, трубы, проволоку и другие полуфабрикаты, и литейные - для фасонного литья (табл. 1.).

Таблица 1. Типичные свойства Деформируемых двойных латуней

Примечание. В марке цифра означает содержание меди, остальное цинк. В твердом состоянии степень деформации 50%, отжиг при 600"С,

Когда требуется высокая пластичность, повышенная теплопроводность и важно отсутствие, склонности к коррозионному растрескиванию, применяют α -латуни с высоким содержанием меди (Л96 и Л90)¹ Латуни Л70 (α -латуни) и Л62 и Л60 (α + β^′-латуни) с большим содержанием цинка обладают более высокой прочностью, лучше обрабатываются резанием, дешевле, но хуже сопротивляются коррозии. Наибольшей пластичностью обладает α-латунь (Л70), которую чаще используют для изготовления деталей штамповкой.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)