15. Закалка, отжиг, нормализация.

Основными видами термической обработки являются: отжиг, нормализация, закалка, отпуск, старение.

Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, выполняемых в определенной последовательности при определенных режимах, с целью изменения внутреннего строения сплава и получения нужных свойств

Различают следующие виды термической обработки:

Отжиг 1 рода – возможен для любых металлов и сплавов.

Отжиг II рода – отжиг металлов и сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении. (В результате отжига измельчается зерно, повышаются пластичность и вязкость, снижаются прочность и твердость, улучшается обрабатываемость резанием). Характеризуется нагревом до температур выше критических и очень медленным охлаждением, как правило, вместе с печью.

Закалка – проводится для сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышение твердости и прочности путем образования неравновесных структур (сорбит, троостит, мартенсит).Характеризуется нагревом до температур выше критических и высокими скоростями охлаждения.

Отпуск – проводится с целью снятия внутренних напряжений, снижения твердости и увеличения пластичности и вязкости закаленных сталей.

Термическую обработку подразделяют на предварительную и окончательную:

Предварительная – применяется для подготовки структуры и свойств материала для последующих технологических операций (для обработки давлением, улучшения обрабатываемости резанием).

Окончательная – формирует свойство готового изделия. С увеличением перегрева и скорости нагрева продолжительность превращения сокращается

16. Химико-термическая обработка: цементация, азотирование.

Химико-термической обработкой стальных деталей называется процесс их поверхностного насыщения различными элементами путем их диффузии из внешней среды при высокой температуре. Цель химико-термической обработки – упрочнение поверхностных слоев детали, повышение их стойкости к воздействию агрессивных сред при нормальной и повышенной температурах. Процессы химико-термической обработки состоят из трех стадий:

– диссоциации, т.е. распада молекул и образования активных атомов диффундирующего элемента;

– адсорбции – поглощения атомов диффундирующего элемента поверхностным слоем изделия и образования химических связей с атомами металлов;

– диффузии – проникновения адсорбированного элемента в глубину металла.

В зависимости от того, каким элементом производится насыщение стали, различают цементацию, азотирование, цианирование, нитроцементацию, борирование, силицирование, хромирование. Каждый вид химико-термической обработки применяется для деталей определенного назначения.

Цементация – диффузионное насыщение углеродом поверхностного слоя детали толщиной 1–3 мм при нагреве в специальной среде – карбюризаторе. Цементации подвергают стали из низкоуглеродистых (до 0,25% С) и легированных сталей для предания их поверхностным слоям высокой твердости до HRC 59–62, износостокойсти и придела контактной прочности до 2000 МПа. Окончательные свойства цементированные изделия приобретают после закалки, отпуска и шлифования поверхностей. Цементацию ведут при tто=1203–1253 К. Время выдержки 8–15 часов.

Азотирование – насыщение поверхностного слоя деталей азотом на глубину 7–15 мкм при tто=773–923 К в аммиаке. Время выдержки 25–60 часов. Азотированию подвергают углеродистые и легированные стали для предания им высокой твердости HV 600–1200 (выше чем у цементируемых деталей), повышение сопротивления коррозии и предела выносливости. Азотированию подвергают детали, предварительно термически обработанные закалкой и высоким отпуском.