Термиялық өңдеу.

Дәріс мақсаты: Металдарды термиялық өңдеу туралы түсінік қалыптастыру.

Негізгі сөздер: жасыту, температура,нормалдау, шынықтыру, изотермия, жұмсарту .

Дәріс жоспары:

1. Термиялық өндеудің негізгі түрлері

2. Аустениттің изотермиялық түрлену диаграммасы.

Металдар мен металл қорытпаларының физика-химиялық қасиеттерін өзгерту үшін оларды термиялық әдіспен өңдейді. Металдар мен қорытпалардың қасиеттерін тиісті бағытта өзгерту үшін жүргізілетін белгілі бір температураға дейін қыздыру, сол температурада ұстау және салқындату операциялар жиынтығын термиялық өңдеу дейді.

Термиялық өндеудің негізгі түрлері мыналар: жасытудың бірінші түрі, жасытудың екінші түрі, нормальдау, шынықтыру және жұмсарту.

1. Жасытудың 1^ші түрінде фазалық өзгерістер болмайтындықтан, кез-келген металдар мен қорытпаларды өңдеуде қолдануға болады. Жасытудың 1^ші түрі былайша бөлінеді:

а) диффузиялық жасыту - сом темір мен құймалардың құрамын біріңғайландыру үшін жасалады. Қыздыру температурасы - 1100-1200⁰С, ұстау уақыты 12-15 сағат.

б) рекристаллизациялық (қайта кристалдану) жасыту металды суық күйінде қысым арқылы өңдегенде пайда болатын тым қаттылықты жұмсарту үшін қолданылады. Қыздыру температурасы - 600⁰ С.

в) төменгі жасыту - бұйымдарды қысым немесе кесу арқылы өңдегенде, пісірілген конструкцияларды, құймаларда кездесетін кернеу қалдықтарын азайту мақсатында, олардың майыспауы мен мөлшерлерінің өзгермеуі үшін жасалады. Қыздыру температурасы -650-680°С.

2. Жасытудың 2^ші түрін қорытпаларды қыздыру мен суыту кезінде фазалық өзгерістер болған жағдайда қолданады. Жасытудың бұл түрін негізінен болат бұйымдарын өңдегенде пайдаланады. Болаттың жасытылуы толық және толық емес болып бөлінеді. Толық жасытуды құймалардың, шыңдалған болаттардың, эвтектоидқа дейінгі болаттардан пісірілген бұйымдардың дәндерін ұсақтау мен ішкі құрылымының ақауларын жою және қаттылығы мен кернеу қалдықтарын кеміту үшін қолданады. Ол үшін болатты кризистік нүктеден Ас₃ (GS сызығы) 30 – 50⁰С жоғары қыздырып, фазалық өзтерістер біткенше сол температурада ұстап тұрып өте баяу (әдетте пешпен бірге) суытады.

Толық емес жасыту болатты кесу арқылы өңдеуді жақсартады. Ол үшін Ас₁+(30 - 50°С) температурада, РSК сызығынан жоғары қыздырылады.

3. Нормальдау деп Ас₃ (GSЕ) сызығы нүктесінен 30 - 50°С жоғары қыздырып, сол температурада ұстап, ауада салқындатуды айтады. Жасытуға қарағанда, жылдам салқындау нәтижесінде болатта жұқа қабатты перлит түзіліп оның беріктігі мен қаттылығы шамалы артады.

4. Шынықтыру жасытудан екінші түрі сияқты қорытпаларды қыздыру мен суыту кезінде фазалық өзгерістер болған жағдайда қолданылады. Негізгі айырмашылығы шынықтырудың суыту жылдамдығы жоғары. Шынықтырған металл теңсіздік (тұрақсыз) күйге келеді. Болат, шойын, дюралюминий, қола сияқты қорытпаларды шынықтыру арқылы олардың беріктік, қаттылық, үйкеліске беріктік қасиеттерін жоғарылатуға болады.

Эвтектоидқа дейінгі болаттардың структурасы Ф+П тұрады. Осы болатты Ас₃ нүктесінен жоғары температураға дейін қыздырсақ, оның структурасы аустенитке, ал кризистік жылдамдықпен суытсақ мартенситке айналады. Металды термиялық жолмен осылайша өңдеу әдісін толық шынықтыру деп атайды.

Эвтектоидтан кейінгі болаттарды шынықтыру үшін Ас₁ нүктесінен 30-50⁰С жоғары температураға дейін қыздырып, белгілі жылдамдықпен суытады. Өңдеудің бұл әдісін шала шынықтыру деп атайды.

Термиялық өңдеуде суытқыш орта ретінде су, ауа, майлар және тұздар ерітіндісі пайдаланылады.

5. Жұмсартуды шыныққан болаттың соғылу тұтқырлығы мен созылғыштығын арттыру, қаттылығы мен ішкі кернеулерін кеміту үшін қолданады. Болатты жұмсарту үшін Ас₁ (РSК сызығы) төмен қыздырып ауада салқындатады.

Жұмсартудың үш түрі болады: төменгі жұмсарту (150-250⁰ С) қаттылығы өте жоғары (НВ≈600), мысалы созылмайтын кесу аспаптарын (егеулер, плашкалар, метчиктер және т.б.) өңдеуде қолданылады. Жұмсартудың бұл түрі негізінен бұйымның ішкі кернеулерін азайту үшін қажет.

Орташа жұмсарту (300-400⁰С)-НВ≈450. Орташа температурада жұмсартуда болаттың ішкі кернеуі жойылып, қаттылығы мен беріктігі төмендеп, пластикалық қасиеттері жоғарылайды [серіппе (пружина), солқылдақ (рессор)].

Жоғары жұмсарту (450°-650°С)-НВ≈350. Нәтижесінде өңделетін бұйымдардың беріктігі жоғары және қатты болады. Жұмсартудың мұндай түрімен білік, дөңгелек және т.б. жауапкершілігі жол, жұмыс бабында көп күш түсетін машина бөлшектері өңделеді.