4.1.2 Гартування

При загартуванні сталь нагрівається вище критичної температури (Ас3) і потім охолоджується зі швидкістю, що дорівнює або вище критичної, необхідної для отримання не рівноважної структури - мартенситу гартування. Найбільш відповідальною операцією при загартування є охолодження. Критична швидкість загартування Vn для даної сталі визначається за С-подібної діаграмі стану. При великих швидкостях охолодження при загартування виникають внутрішні напруження, які можуть призвести до викривлення або розтріскування деталі. Тому потрібно мати чітке уявлення про механізм утворення внутрішніх напружень. Причинами внутрішніх напружень є різні температури по перетину виробу. Такі напруги називаються термічними. Ще утворюються фазові напруги, для зниження яких потрібно правильно вибрати середовище охолодження. Для гартування дрібних деталей перерізом до 5 мм з вуглецевих сталей і деталей великого діаметру з легких сталей в якості гартівної середовища застосовують масло. Для більш великих, але простих за формою деталей з вуглецевих сталей застосовують воду. Таким чином, можна сказати, що для зубчастого колеса з хромомарганцетітанової стали 25ХГТ, в якості охолоджуючої середовища застосовують масло,так як масло зменшує появлення тріщин.

4.1.3 Відпуск

Після гарту необхідно провести відпуск, він є заключною операцією термічної обробки. Відпуском стали називається нагрів сталі нижче критичної точки АС1. При цьому відбувається перетворення, що зменшує ступінь не рівноважності структури незагартованої сталі. Зменшуються внутрішні напруги, що у процесі загартування, підвищується в'язкість і пластичність. Низький відпуск проводять з нагріванням до 150 - 200 º С. При цьому кілька знижуються внутрішні напруги, а твердість залишається високою.

4.2 Розробити технологічні параметри обраного режиму

1. Температура нагріву деталі визначається положенням критичних точок А1 та А3 і з урахуванням кінетики переходу структурних складових у твердий розчин і його розпад, а також способи проведення операції. а) Температура нагріву для нітроцементаціі вибирається в інтервалі температур від 840 - 870 º С. У нашому випадку (відповідно з літературними даними) температура нітроцементаціі від 840 до 870 º С. Вибираємо 860 º С. б) Температура нагріву під загартування повинна бути вище критичної Ас1 на 30 - 50 º С. Для сталі 25 ХГТ Ас1 = 763 º С, таким чином температура нагріву під загартування:

Тн = Ас1 + 50 = 763 + 50 = 813 º С

в) Температура нагріву для відпустки вибирається залежно від залишкових напруг (за графіком). Вибираємо температуру відпустки 180 º С. 2. Вибір нагріваючого середовища проводитися з урахуванням бажаності застосування газових штучних атмосфер для нагрівання без окислення і зневуглецювання: а) В якості джерела вуглецю при ХТО використовують природний газ. При нітроцементаціі в піч подається 90 - 94% ендогаз і 6-10% СНu; б) Так як деталь перед хіміко-термічною обробкою піддавалася термічній обробці, то загартування слід проводити в захисній атмосфері, а т. к. гарт проходить безпосередньо з цементаційна нагріву, то доцільно застосовувати в якості захисної атмосфери-ендогаз; в) Відпуск проводиться в захисній атмосфері.

За формулою 1.1 можна знайти загальну тривалість нагрівання деталі під гартування:

τ_заг=τ_н+τ_в (1.1)

Де, τ_заг - загальна тривалість нагрівання,хв.; τ_н - час нагрівання, хв.; τ_в – час витримки, хв.

За формулою (1.2) можна знайти час нагрівання під гартування;

τ_н=к₁к₂W (1.2)

де, к₁-коефіцієнт нагрівального середовища, хв/см; к₂- коефіцієнт рівномірності нагрівання; W – геометричний показник виробу, см.

За формулою (1.3) можна визначити геометричний показник виробу:

W=(D-d)l/4l+2(D-d) (1.3)

Де, D – зовнішній діаметр, см; d – внутрішній діаметр, см; l – довжина циліндра, см.

За формулою (1.4) можна визначити час витримки:

τ_в=1/5τ_н (1.4)

За підрахунками по формулі 1.3, геометричний показник виробу дорівнює 0,72см. За формулою 1.2 час нагрівання під гартування дорівнює 403,2 хв. За формулою 1.4 час витримки при гартуванні дорівнює 80,64 хв. За формулою 1.1 знаходимо загальну тривалість нагрівання деталі яка дорівнює 483,84 хв.

Скориставшись номограмою Блантера визначив швидкість охолодження при гартуванні :

V_охол=4,5 град/сек

За формулою 1.5 можна знайти час охолодження при гартуванні в маслі :

τ_ох=(τ_гарт-500)/V_ох+(500-20)/(V_ох/4) (1.5)

Підрахувавши за формулою 1.5 я визначив час охолодження, який дорівнює 8,69хв. Користуючись методичними вказівками визначив час нагрівання при відпуску 23хв, та час витримки при відпуску що складає 160хв.