123565 (756741), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Мягкие пятна - это участки на по­верхности детали или инструмента с понижен­ной твердостью. Такие дефекты образуются при закалке в процессе охлаждения в закалочной среде, когда на поверхности детали имелась ока­лина, следы загрязнений и участки с обезуглероженной поверхностью, а также в случае недо­статочно быстрого движения детали в закалоч­ной среде и образования на поверхности детали паровой рубашки.

Низкая твердость чаще всего наблюда­ется при закалке инструмента. Причинами низ­кой твердости являются недостаточно быстрое охлаждение в закалочной -среде, низкая темпе­ратура закалки, а так же недостаточная выдерж­ка при нагреве под закалку. Для исправления этого дефекта деталь следует подвергнуть высо­кому отпуску и снова закалить.

Перегрев деталей под закалку увеличива­ет зернистость металла и, следовательно, ухуд­шает его механические свойства. Металл приоб­ретает повышенную хрупкость. Для повторной закалки деталей их следует подвергнуть отжигу для измельчения зерна.

Недогрев получается в том случае, если температура закалки была ниже, критической точки Ас ₃ (для доэвтектоидных сталей) и Ас ₁ (заэвтектоидных сталей). Недогрев исправляют отжигом, после которого деталь снова закали­вают.

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

Термомеханическая обработка (ТМО) — но­вый метод упрочнения стали при сохранении до­статочной пластичности, совмещающий пласти­ческую деформацию и упрочняющую термиче­скую обработку (закалку и отпуск). При ТМО деформации подвергают сталь в аустенитном со­стоянии, а при последующем быстром охлажде­нии формирование структуры закаленной стали (мартенсита) происходит в условиях наклепа аустенита, в связи с чем и повышаются механи­ческие свойства стали. Пластическое деформи­рование при ТМО возможно прокаткой, ковкой, штамповкой и другими способами обработки металлов давлением. Различают два способа тер­момеханической обработки — высокотемператур­ную (ВТМО) и низкотемпературную (НТМО).

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ СТАЛИ

Химико-термическая обработка - процесс химического и термического воздействия на поверхностый слой стали с целью изменения состава, структуры и свойств. Химико-термическая обработка повышает твердость поверхности стали, ее износостойкость, коррозионную стойкость, кислотоустойчивость и другие свойства. Химико- термическая обработка нашла широкое применение в машиностроении, так как является од­ним из наиболее эффективных методов упрочне­ния стальных деталей для повышения их долго­вечности.

Химико-термической обработке можно под­вергать различные по размерам и форме детали и получать обработанный слой одинаковой тол­щины. При химико-термической обработке за счет изменения химического состава, поверхност­ного слоя достигается большое различие свойств поверхности и сердцевины детали. Недостатком процессов химико-термической обработки явля­ется их малая производительность.

Химико-термическая обработка основана на диффузии атомов различных химических эле­ментов в кристаллическую решетку железа при нагреве в среде, содержащей эти элементы.

Химико-термическая обработка состоит из трех процессов: диссоциации - получения насы­щающего элемента в активном атомарном со­стоянии:

2 NH₃ = 2N + 3H ₂; СН ₄ = С + 2Н и т. д.;

абсорбции - поглощения активных атомов на­сыщающего элемента поверхностью металла; диффузии — перемещения атомов насыщающего элемента с поверхности в глубь металла.

Наиболее распространенными видами хими­ко-термической обработки является цементация (насыщение поверхностного слоя углеродом), цианирование (углеродом и азотом), борирование (бором), алитирование (алюминием) и др.

Цементация — процесс химико-термиче­ской обработки, заключающийся в диффузион­ном насыщении поверхностного слоя углеродом при нагреве в соответствующей среде. Цемента­ция придает поверхностному слою высокую твер­дость- и износостойкость, повышает предел вы­носливости при изгибе и кручении. Цементируют детали, работающие в условиях трения, при больших давлениях и циклических нагрузках — шестерни, поршневые пальцы, распределитель­ные валы и др.

Азотирование – процесс химико- термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя азотом для придания этому устойчивости против коррозии.

Твердость азотированного слоя выше , чем цементованного, и сохраняется до выслких температур 400 – 600 ⁰С, тогда как твердость цементированного слоя с мартенситовой структурой сохраняющейся лишь до 200 – 250^о С.

Нитроцементация – процесс химико- термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя одновременно азотом и углеродом в газовой среде.

Цианирование — процесс химико-термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя одновременно азотом и углеродом в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий NaCN.

Борирование -- процесс химико-термическои обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя бором при нагревании в борсодержащей среде (бура, треххлористый бор и др.).

Алитирование — это процесс диффузи­онного насыщения поверхностного слоя стали, содержащей 6,1 - 0,2 % С алюминием.

Хромирование — это процесс диффу­зионного насыщения поверхностного слоя хромом.

Поверхностное упрочнение стали.

Для повышения твердости поверхностных слоев, предела выносливости и сопротивляемости истиранию многие детали машин подвергают поверхностному упрочнению. Существует три основных мето­да поверхностного упрочнения: поверхностная закалка, упрочнение пластическим деформиро­ванием и рассмотренная выше химико-термиче­ская обработка.

Основное назначение поверхностной закалки - повышение твердости, износостой­кости и предела выносливости разнообразных деталей (зубьев шестерен, шеек валов (рис. 46), направляющих станин металлорежущих станков и др.). Сердцевина детали после поверхностной закалки остается вязкой и хорошо воспринима­ет ударные и другие нагрузки. В промышленно­сти применяют следующие способы поверхност­ной закалки: газопламенную закалку; закалку с индукционным нагревом токами высокой часто­ты (ТВЧ); закалку в электролите. Общим для всех способов поверхностной закалки является нагрев поверхностного слоя детали до температуры выше критической точки Ас₃ с последую­щим быстрым охлаждением для получения мар­тенсита.

Рис. 46. Коленчатый вал, закаленный ТВЧ:

I - низкая сердцевина вала, 2 - закаленная шейка, 3 - закаленная галтель

Контрольные в опросы

1. Расскажите о превращениях, происходящих в стали при ее нагреве и охлаждении.

2. Что представляет собой мартенситная структура за­каленной стали?

3. Назовите основные виды термической обработки.

4. Дайте определение закаливаемости и прокаливаемости стали.

5. Перечислите основные дефекты термической обра­ботки.

6. Расскажите о термомеханической обработке стали. ?

7. В чем сущность химико-термической обработки стали?

Характеристики

Список файлов доклада