Вход в систему Поиск по сайтуОтправить сообщение по электронной почте

Технології, секрети, рецепти

 
   


Термообробка. Загартування сталі.

В контексте
Рекомендовані режими термообробки деяких видів сталей.Режими термообробки цементованних виробів.Визначення часу нагрівання при гартуванні.Технологічний процес термообробки свердел з швидкорізальної сталі в автоматичному агрегатіТехнологічний процес термообробки роликів великогабаритних підшипників із сталі 20Х2Н4Л з отриманням глибини шару 4 ммТехнологічний процес термообробки зубчастих коліс коробки передач із сталі 25ХГМ (діаметр колеса 194 мм) в безмуфельном агрегатіТехнологічний процес термообробки Пуасонье (сталь Х12Ф1)Вибір параметрів термообробки металуТермообробка. Відпустка сталі.Термообробка. Дефекти гарту сталі.Термообробка. Обладнання та склади для гартування сталі.Термообробка. Відпал стали.Термообробка. Нормалізація сталі.Фізико-хімічні основи термобработкі сталі і кольорових металів.Термообробка. Коротка інформація.Один із способів загартування сталі.

Мета гарту сталі - поліпшення властивостей сталі.

Процес загартування необхідний дуже багатьох деталей, виробів. Ця термобработка заснована на перекристалізації стали, нагрітої до температури вище критичної; після достатньої витримки - треба швидке охолодження. Таким шляхом запобігають перетворення аустеніту до перліту.

Загартована сталь має нерівноважну структуру мартенситу, троостита або сорбіту.

Найчастіше, при загартуванню, сталь різко охолоджують на мартенсит. Пом'якшують дію гарту процесом відпустки. Відпустка - нагрівання сталі до температури нижче точки А 1. ( Див. Фізико-хімічні основи термобработкі. Малюнок 1). При відпустці структура стали з мартенситу гарту переходить в мартенсит відпустки, троостит відпустки або сорбіт відпустки.

Сталі, піддаються загартуванню, характеризуються закаліваемостью і прокаливаемостью.

Закаліваемость і прокаливаемость сталі.

Закаліваемость - здатність стали підвищувати твердість у результаті гарту.

прокаливаемость - здатність стали утворювати загартований шар зі структурою мартенситу і високою твердістю. Прокаливаемость зразка характеризується максимально одержуваної твердістю по перетину виробу (зразка). При неповної прокаливаемости її конкретна величина визначає можливість отримання при гартування матеріалу з встановленим значенням твердості на певній глибині. Повна прокаливаемость, тобто наявність мартенситной структури по всьому перетину вироби, називається наскрізною.

Стали з малим вмістом вуглецю загартувати на мартенсит дуже важко, тому що початок і кінець процесу утворення мартенситу відбувається в області високих температур, відповідних утворення інших, більш стійких структур (троостит, сорбіт). Прокаливаемость звичайної вуглецевої сталі поширюється на 5 ... 7 мм.

Мікроструктура загартованої сталі залежить від її хімічного складу та умов загартування (температури нагріву і режиму охолодження). Загартування сталі з вмістом вуглецю до 0,025 ... 0,03% затримує виділення третинного цементиту по межах зерен і не змінює структуру фериту. Таке загартування підвищує пластичність і майже не змінює арматурної сталі.

Мікроструктура стали з 0,08 ... 0,15% С (з нагріванням вище верхніх критичних точок і охолодженням у воді) являє собою низковуглеродний мартенсит з виділеннями фериту. Подальше збільшення вмісту вуглецю (0,15 ... 0,25%) за тих же умовах гарту призводить до підвищення твердості з 110 ... 130 НВ до 140 ... 180 НВ, а межа плинності зростає на 30 ... 50 %. Найбільш значна зміна властивостей відбувається при змісті вуглецю більш як 0,30 ... 0,35%.

Мікроструктура доевтектоїдних сталей є мартенсит, кристали якого мають характерну форму пластин (голок). При змісті вуглецю більш 0,5 ... 0,6% у мікроструктурі сталей спостерігається незначне (2 ... 3%) кількість аустеніту.

Мікроструктура заевтектоідних сталей складається з мартенситу, зерен вторинного цементиту (не розчинилося при нагріванні) і залишкового аустеніту. Кристали (голки) мартенситу дуже невеликих розмірів. Підвищення температури загартування викликає розчинення вторинного цементиту і сприяє зростанню зерна.

У тих випадках, коли потрібні висока твердість і підвищена зносостійкість поверхні при збереженні в'язкою і досить міцною серцевини вироби, застосовується поверхневе загартування, тобто загартування не на повну глибину. Поверхневому загартуванню піддаються стали при змісті вуглецю більше 0,3%. Вибір оптимальної товщини зміцнюваного шару визначається умовами роботи деталі і складає від 1,5 до 15 мм (і вище). Площа перерізу загартованого шару не повинна перевищувати 20% площі всього перерізу. У практиці найбільш часто використовують поверхневу загартування з індукційним нагрівом струмом високої частоти (ТВЧ).

Гарт. Температурні умови процесу.

Температура нагріву гарту стали дорівнює температурі повного відпалу: для доевектоідной стали на 30-50 ° вище точки Ас 3, для заевтектоідной - на 30-50 ° вище точки А c1. ( Див. Фізико-хімічні основи термобработкі. Малюнок 1)

Якщо нагріти доевтектоїдних сталь до температури між точками А c1 і А c3 (неповна гарт), то в структурі швидко охолодженої стали, поряд із загартованими ділянками, буде присутній нерозчинений ферит, що різко знижує твердість, міцність. Тому для доевтектоїдних стали обов'язкове повна гарт (нагрівання вище точки Ас 3).

У заевтектоідной стали надлишкової фазою є цементит, який за твердістю не поступається мертенсіту і навіть перевершує його; тому сталь досить нагріти на 30-50 ° вище точки Ас 1.

Нагрівати вироби, особливо великі, потрібно поступово, щоб уникнути місцевих напружень, тріщин, а час витримки нагрітого вироби має бути достатнім, щоб перехід перліту в аустеніт повністю завершився. Тривалість витримки зазвичай дорівнює чверті загальної тривалості нагрівання.

Гарт. Охолодження деталей.

Процес загартування закінчується охолодженням деталей. Швидкість охолодження деталей повинна бути такою, щоб деталь вийшла заданої структури. Швидкість V 2 ( див. Фізико-хімічні основи термобработкі. Малюнок 2), що забезпечує мартенситную структуру (із залишковим аустенітом, не без троостита), називається критичною швидкістю гарту.

Так як С-образні криві доевтектоїдних, заевтектоідной сталей зміщені вліво в порівнянні з кривими евтектоїдних стали, критична швидкість загартування їх вище, отже отримання структури мартенситу досягається важче, а для деяких марок структура мартенситу навіть недосяжна.

Легуючі компоненти стали полегшують загартування, так як при цьому С-образні криві зміщуються вправо, отже критична швидкість знижується.

Якщо швидкість охолодження менше критичної, то в структурі загартованої сталі, поряд з мартенситом, буде троостит, а якщо швидкість зменшується далі, то виходять структури троостита або сорбіту без мартенситу.

Різкість гарту (одержання мартенситу без троостита) залежить від природи температури охолоджувальної середовища. Охолодження струменем повітря або холодними металевими плитами дає загартування на сорбіт. Найбільш поширене охолодження деталей зануренням у воду, лужні, кислі розчини, масло, розплавлений свинець та ін При цьому виходить різка або помірна гарт (на мартенсит або троостит).

Охолоджуюча здатність води різко змінюється в залежності від температури води; якщо цю здатність при 18 ° прийняти за одиницю, то при 74 ° охолоджуюча спроможність буде мати коефіцієнт 0,05.

До найбільш різким охолоджувача відноситься 10%-ний розчин NaOH у воді. Якщо температура 18 ° його коефіцієнт - 2,0. До помірним охолоджувача відносяться мінеральні мастила з коефіцієнтом 0,2-0,25.

Для гарту застосовують різні прийоми охолодження залежно від марки сталі, форми, розмірів деталі, технічних вимог до них.

Проста гарт в одному охолоджувачі (найчастіше у воді, у водних розчинах) виконується шляхом занурення деталі до повного охолодження. При охолодженні необхідно звільняти деталь від шару пара хороший теплоізолятор. Такий спосіб гарту найпоширеніший.

Для отримання високої твердості, найбільшої глибини загартованого шару для вуглецевої сталі застосовують охолодження деталей при інтенсивному кроплення.

Переривиста загартування - процес охолодження в послідовно в двох середовищах: перша середа - охолоджуюча рідина (зазвичай вода), друга - повітря або олію. Різкість такого гарту менше, ніж попередньої.

ступенча гарт - процес охлажденідеталь швидко занурюють в соляній розплав і охолоджують до температури трохи вище М Н (див. рис. 3), короткий час витримують, потім охолоджують на повітрі. Витяг забезпечує вирівнювання температури від поверхні до серцевини деталі, що зменшує напруги, що виникають при мартенситних перетворення.

Спосіб занурення деталей у гартівних ванну повинен бути таким, щоб при загартуванню вони якомога менше жолобилися. Деталі з великим відношенням довжини до діаметра або ширині (напилки, свердла тощо) слід занурювати в охолоджувач вертикально.

Изотермическая гарт.

Изотермическая гарт (гарт у гарячих середовищах) заснована на ізотермічному розпаданні аустеніту; охолодження ведеться не до кімнатної температури, а до температури трохи вище початку мартенситного перетворення (200-300 °, залежить від марки сталі). Як охолоджувач використовують соляні розплави або нагріте до 200-250 ° масло. При температурі гарячої ванни деталь витримується тривалий час, поки підуть інкубаційний період і розпадання аустеніту. У результаті виходить структура голчастого троостита, за твердістю близького до мартенситу, але більш вузького, міцного. Подальше охолодження виробляється на повітрі.

Щоб провести процес ізотермічного загартування, спочатку потрібно швидке охолодження зі швидкістю не менш критичною, щоб уникнути розпаду аустеніту в умовах, що відповідають перегину С-подібної кривої ( див. Термобработка: Відпал, нормалізація. Малюнок 7 ). Отже, за цим методом можна гартувати лише невеликі (приблизно, діаметром до 8 мм) деталі з вуглецевої сталі, так як запас енергії в більш важких деталях не дозволить достатньо швидко їх остудити. Це не відноситься, однак, до легованим сталям, більшість марок яких має значно менші критичні швидкості гарту. Великою перевагою ізотермічного загартування є можливість рихтування (виправлення викривлень) виробів під час інкубаційного періоду розпаду аустеніту (який триває кілька хвилин), коли сталь ще м'яка і пластична. Після ізотермічного загартування деталі вільні від внутрішніх напружень і не мають тріщин.

Просмотров: 89365 · Комментарии · Версия для печати

Другие материалы:

Нагрівання заготовок зі сталі.Хіміко-термічна обробка сталі.Термо-механічна обробка сталі.Термообробка. Відпустка сталі.Термообробка. Дефекти гарту сталі.Термообробка. Обладнання та склади для гартування сталі.Термообробка. Загартування сталі.Термообробка. Відпал стали.Термообробка. Нормалізація сталі.Фізико-хімічні основи термобработкі сталі і кольорових металів.Термообробка. Коротка інформація.Один із способів загартування сталі.
Внимание! © X51.project 2007-2018гг.
Дозволяється копіювання та інше використання матеріалів сайту при умові встановлення гіперпосилання, не забороненої до індексації пошуковими системами, на матеріал або головну сторінку сайту Технології, секрети, рецепти.
 
Вверх | Технології, секрети, рецепти | Администрирование | Контакты | Поиск | Карта раздела
Захист деревини | Дугове зварювання та різання металів | Столярні роботи | Арматура. Арматурні роботи.