Основные понятия термической и химико-термической обработки

Отжигом называется процесс термической обработки, при котором деталь нагревается до заданной температуры, выдерживается, а затем медленно охлаждается вместе с печью. Различают два вида отжига:

отжиг I рода, не связанный с фазовой перекристаллизацией;

отжиг П рода, основанный на фазовой перекристаллизации.

Отжиг I рода. Применяют отжиги: рекристаллизационный,

диффузионный и для снятия напряжения.

Рекристаллизационный отжиг служит для устранения наклепа, на - гартовки после пластической деформации и осуществляется для угле­родистой стали при температуре 680-700 °С, а для легированных — при 700-730 °С. Время выдержки зависит от размеров изделия.

Диффузионному отжигу в основном подвергаются легированные стали. Температура отжига 1000-1200 °С, выдержка 8-10 ч. Охлаж­дение до температуры 550-600 °С медленное, затем с любой скоростью. Диффузионный отжиг служит для устранения ликвации.

Отжиг для снятия напряжения проводится при температуре 400- 650 °С, время выдержки — из расчета 2,5 мин на 1 мм толщины сечения детали.

Отжиг II рода. Применяют для полной перекристаллизации металла шва и околошовной зоны сварной конструкции. В зависимости от состава сталей температура отжига колеблется в диапазоне от 760 до 1050 °С.

Нормализация является разновидностью полного отжига и сущест­венно сокращает время термообработки, так как детали охлаждаются на воздухе. При нормализации стали нагреваются до температуры 950- 1000 °С. Для низкоуглеродистых сталей вместо отжига рекомендуется нормализация, поскольку у них практически не различаются свойства после отжига и нормализации.

Закалка — обработка, при которой сталь нагревается до темпера туры 750-1000 °С, выдерживается при ней, а затем резко охлаждается. В ка­честве закалочной среды используют воду, минеральные масла, водный 10 %-й раствор NaOH, расплавленные соли, щелочи и др.

После закалки выполняют отпуск, при котором закаленная сталь на­гревается до температуры ниже интервала превращений, выдерживается и охлаждается. Существуют три вида отпуска. Низкий отпуск (нагрев и выдержка при температуре 150-250 °С) применяется для закаленных и химикотермически обработанных сталей, от которых требуется высокая твердость (58-63 HRC) и износостойкость. Конечная структура - оч ну щенный мартенсит. Средний отпуск (350-450 °С) дает твердость 40- 50 HRC с высокой упругостью и достаточной прочностью. Применяется для пружин, рессор и штампов. Высокий отпуск (500-680 °С) дает твер­дость 30-40 HRC, резко повышается ударная вязкость, поэтому обра­ботку закалка + высокий отпуск называют улучшением. Высокому отпус­ку подвергают среднеуглеродистые стали, предназначенные для изготов­ления деталей машин, испытывающих в процессе эксплуатации ударные нагрузки.

Одним из эффективных способов поверхностного упрочнения явля­ется химико-термическая обработка, которая представляет собой процесс поверхностного насыщения стали химическими элементами.

К наиболее распространенным методам этого вида обработки относится цементация, азотирование, цианирование и др.

Цементация — процесс насыщения поверхностных слоев сталей, содержащих от менее 0,3 до 0,8-1,0 % С. Глубина насыщения — 0,8-2,0 мм, температура цементации 910-950 °С, время выдержки — 8-16 ч. После цементации стали подвергают закалке и низкому отпуску. Це­ментируют детали с высокой контактной прочностью: кулачки, зубчатые колеса, пальцы, распределительные валки и др.

Азотирование — процесс насыщения поверхностного слоя изделий азотом, который применяется для среднеуглеродистых сталей, легирующие элементы которых имеют большое сродство к азоту (молибден, хром, алюминий). Цель азотирования - повышение кор­розионной стойкости твердости и износостойкости. Азотирование про­водится в печах в среде аммиака при температуре 500-550 °С в течение 24-60 ч. Толщина азотированного слоя — 0,1—0,6 мм. Азотируют детали, для которых требуется высокая коррозионная стойкость, высокое сопротивление износу в условиях знакопеременных нагрузок, сохра­нение поверхностной твердости до 500-600 °С.

Цианирование — процесс одновременного насыщения поверхности стали углеродом и азотом. Оно делится на высокотемпературное (900— 950 °С в среде природного газа и аммиака 5-7 %) и низкотемпературное (540-560 °С в среде природного газа и аммиака 20~30 %). Газовое цианирование называют нитроцементацией. Жидкостное цианирование осуществляется в расплаве цианистых соединений при температуре 550- 570 °С. Цианирование обеспечивает высокую поверхностную твердость, износостойкость, уменьшение коробления в процессе химико-термичес­кой обработки.

В табл. ПИ.2 приведены основные показатели, позволяющие опре­делить ориентировочный химический состав стали по искрам, которые образуются при ее обработке абразивным инструментом.

Таблица ПН. 2. Определение марки стали по искрам

и Сталь

Цвет и характеристика пучка искр

I Низкоуглеродистая нелеги - рованная (до 0,15 % С)

Короткий темно-желтый пучок искр, прини­мающий форму полосок и становящийся более светлым в зоне сгорания. Мало звездообраз­ных разветвлений

Среднеуглеродистая нелеги­рованная (0,15-1,0 % С)

При повышении содержания углерода образует­ся более светлый желтый пучок искр. Много­численные звездочки и ответвления лучей

Высокоуглеродистая нелегированная (>1,0 % С)

Очень плотный пучок искр с многочисленными звездочками. При повышении содержания угле­рода уменьшается яркость и укорачивается пу­чок искр

Низколегированная с повы­шенным содержанием мар­ганца

Широкий, ярко-желтый пучок искр; внешняя зона линий искр особенно яркая. Многочислен­ные разветвления лучей

Марганцовистая (12 % Мп)

Преобладание зонтообразных искр

Конструкционная (до 5 % №)

Ярко-желтые линии искр в виде язычков, рас­щепленные на конце; увеличение яркости в зоне сгорания. При повышении содержания углерода на концах искр появляются звездочки

Хромистая с низким содер­жанием углерода и высо­ким содержанием хрома

Короткий темно-красный пучок искр без звез­дочек, слаборазветвленный; искры прилипают к поверхности шлифовального круга

Высоколегированная с по­вышенным содержанием никелевая

При содержании 35 % № красно-желтое окра­шивание пучка. При более высоком содержа­нии никеля (около 47%) яркость искр значи­тельно ослабевает

Хромоникелевая

Желто-красные искры с более яркими полоса­ми в зоне сгорания. При повышенном содержа­нии никеля и хрома пучок искр более темный

Вольфрамсодержащая

Красные короткие искры: линии искр отчетли­во изгибаются книзу. Разветвление звездочек углерода отсутствует. Чем выше содержание вольфрама, тем слабее образование искр

Молибденсодержащая

Ярко-желтые искры в виде язычков. При низ­ком содержании кремния язычки видны перед звездочками углерода, при повышенном содер­жании — за звездочками углерода

Таблица ПН. 3. Масса стальной проволоки в Зависимости от площа­ди поперечного сечения и диаметра

Диаметр, мм

Площадь поперечного сечения, мм2

Масса і пог. м, кг

1,0

0,7854

0,00616

1,2

1,1304

0,00888

1,6

2,0106

0,0158

2,0

3,1416

0,0247

2,5

4,908

0,0385

3,0

7,068

0,0555

3,5

9,621

0,0755

4,0

12,570

0,0986

5,0

19,635

0,154

6,0

28,270

0,222

6,5

33,180

0,260

7,0

38,484

0,302

8,0

50,270

0,395

9,0

63,617

0,499

10,0

78,540

0,617

12,0

113,097

0,888

ЭКОТЕХНОЛОГИЯ

все для сварки и резки
Тел.: (+38044) 200-80-56

і Родился В. Я. Кононенко в Киеве в 1947 г. После окончания техникума и Киевского политехнического института стал профессионально заниматься сваркой.

'Работал на кафедре сварки в КПП, затем с 1971 г. в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины, где занимался исследовательской работой. Принимал участие в разра­ботке электродных материалов, а также испытаниях оборудования для проведения подводно-технических работ. Водолаз I класса 1-2 группы специализации.

Проработал под водой более 6000 ч.

Самостоятельно и в соавторстве им опубликовано 51 статью и издано четыре книги. Защитил диссертацию в области разработки новых сва­рочных материалов для механизированных процессов сварки под водой. Обучал специалистов за рубежом. Принимал участие в создании Американского стандарта по подводной сварке. Вот уже более десяти лет занимается предоставлением консультативных услуг в области техно логий и оборудования для сварки и резки металлов, является директорі >м фирмы ДП «Экотехнология». За это время им собрано и обобщено боль­шое количество справочного материала, который можетбыть востребован инженерно-техническим персоналом и рабочими, выполняющими и обес­печивающими процессы сварки и резки металлов.

Комментарии закрыты.