Совместимость процессов термической обработки с другими видами обработок
Совмещение термической обработки с другими операциями обеспечивает получение прогрессивных, экономически выгодных технологий.
Это – все способы термомеханической обработки (ТМО): высокотемпературная и низкотемпературная ТМО.
Высокотемпературная ТМО – закалка с нагрева под прокатку, ковка, горячее прессование. Использование тепла предыдущих операций возможно и при нормализационном отжиге сталей с регламентацией при этом скорости охлаждения применение вентилятора или на спокойном воздухе.
Закалку наследственно мелкозернистых сталей рекомендуется проводить с цементационного или нитроцементационного нагрева после подстуживания, что существенно уменьшает деформацию и коробление изделий.
Экономически выгодно после индукционной закалки т.в.ч. применять для закаленной поверхности изделий самоотпуск, при котором используется тепло, сохраненное в центральных частях детали.
21
Основные дефекты металлических изделий
Дефекты металлических изделий делятся на металлургические, литейные, и приобретенные при термической обработке.
К металлургическим относятся зональная и дендритная ликвации, неметаллические включения, флокены;
клитейным – холодные и горячие трещины, поры раковины;
кприобретенным при термической обработке – перегрев, пережог, обезуглероживание.
Зональная и дендритная неоднородность.
Сплавы с таким строением структуры при деформации склонны к образованию волокнистой структуры, полосчатости, карбидной неоднородности. Строчечность и волокнистость обуславливают анизотропию свойств вдоль и поперек направления деформации, нестабильность характеристик изделий при повышенных температурах, пониженную пластичность.
Борьбу с зональной ликвацией следует вести путем воздействия на процессы кристаллизации при литье, а также подбором соответствующих параметров горячей пластической деформации.
Уменьшить дендритную ликвацию слитков и отливок можно проведением гомогенизационного отжига.
22
Неметаллические включения являются продуктами реакций, происходящих в процессе выплавки и раскисления сплавов. Кроме того, они попадают в слиток из футеровки и шлака.
Основные виды включений: окислы (FeO, MnO, Al2O3 более сложные), силикаты (SiO2) деформируемые и недеформируемые и сульфиды (FeS, MnS и др.).
Флокены представляют собой мелкие трещины, а при совпадении излома с плоскостью трещины имеют вид белых пятен овальной формы размерами от 0,5 до 50 мм. Ширина трещин достигает сотых долей миллиметра.
Данные дефекты подобны острым надрезам, поэтому их присутствие в изделиях недопустимо. При обнаружении флокенов бракуется вся плавка. К образованию флокенов склонны легированные (хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и др.) стали после горячей пластической деформации. Они встречаются в основном в центральных зонах массивных изделий, поэтому с ростом размеров деталей их число растет.
Причиной образования флокенов является повышенное содержание водорода (выше 3-4 см3/100 г металла). Скопления водорода резко повышает давление, которое вызывает разрывы и образование трещин.
Борьбу с флокенами ведут, замедляя скорость охлаждения при фазовом переходе или проводя изотермическую выдержку при γ→α превращении,
выполняя противофлокеновый отжиг. |
23 |
|
Литейные трещины могут быть горячими и холодными.
Горячие трещины образуются при высоких температурах, имеют неровную сильно окисленную поверхность и проходят по границам зерен (интеркристаллитные). Причина образования - концентрация напряжений в отдельных частях отливки из-за неправильно сконструированной литейной формы. Основной метод борьбы является рациональная конструкция формы,
регулирование подвода жидкого металла установка холодильников. Холодные трещины возникают при охлаждении отливок из-за термических
напряжений. Трещины прямолинейны, незначительной ширины проходят в основном по зерну сплава (транскристаллитные). Основная причина их образования связана с неодинаковой скоростью охлаждения тонких и массивных частей отливок. Способом устранения холодных трещин является регулирование скорости охлаждения или применение изотермических выдержек.
Дефектами, приобретенными при термической обработке, являются перегрев, пережог, обезуглероживание.
24
Организация контроля процессов термической обработки.
Дефекты, возникающие при отжиге
Характеристика |
Сталь |
|
дефекта |
|
|
1. Высокий уровень |
Любая |
|
остаточных |
|
|
напряжений |
|
|
2. Неоднородный |
Сталь 10 |
|
рост зерна |
|
|
(разнозернистость) |
|
|
3. Феррит по |
Сталь 45 |
|
границам зерен или |
|
|
в виде |
|
|
видманштетта |
Сталь 60 |
|
4. Повышенное |
||
|
||
содержание грубого |
|
|
перлита вместо |
|
|
зернистого |
|
Последствия дефекта |
Метод устранения |
Опасность образования |
Отжиг для снятия |
трещин при работе |
напряжений |
При холодной деформации |
Рекристаллизационный |
поверхностные дефекты и |
отжиг или нормализация |
трещины |
|
Пониженная ударная |
Соблюдение режима |
вязкость, опасность |
нормализации, |
хрупкого разрушения |
проведение повторной |
|
обработки |
Опасность образования |
Сфероидизирующий |
трещин при работе |
отжиг с оптимальными |
пружины |
параметрами |
25
Дефекты закалки и улучшения
Характеристика |
Сталь |
Последствия дефекта |
Метод устранения |
дефекта |
|
|
|
1. Смешанная |
У8 |
Пониженная износостойкость |
Закалка с более |
структура мартенсита |
|
|
интенсивным |
и троостита |
|
Пониженный предел |
охлаждением |
2. Крупные |
|
|
|
40ХС |
прочности |
Повторная закалка с |
|
карбидные частицы |
|
|
отпуском по |
|
|
|
оптимальным |
|
|
|
параметрам |
3.Неполная закалка с |
|
Разрушение боковых |
|
50ХН |
поверхностей зубьев |
Изменить марку |
|
сильным |
|
шестерен |
стали на сталь 45 и |
карбидообразованием |
|
|
провести закалку |
при отпуске |
|
|
т.в.ч. с низким |
отпуском
26
Дефекты при химико-термической обработке
Характеристика |
Сталь |
Последствия |
Метод устранения |
|
дефекта |
|
дефекта |
|
|
1. |
Пониженная |
18ХГТ |
Продавливание слоя |
Повторная ХТО с |
глубина насыщения |
20ХН3А |
при работе |
уменьшенным временем |
|
2. |
Повышенная |
То же |
Повышенная |
Если возможно, легкое |
глубина при |
|
хрупкость слоя |
шлифование, если нет – брак |
|
насыщении |
|
|
|
|
3. |
Образование |
То же |
То же |
Выполнять ХТО с |
карбидной сетки |
|
|
соблюдением параметров |
|
27
28
29
Контроль качества термической обработки
В соответствии с ГОСТ техническим контролем называется проверка
соответствия процессов обработки и их результатов техническим требованиям. Таким образом, объектом контроля являются исходные материалы,
технологические процессы термической обработки, а также готовая продукция.
К обязательным показателям процесса контроля относят: точность измерений, их достоверность и надежность, а также трудоемкость и стоимость.
Согласно ГОСТ 14.318-83 установлены следующие виды технического контроля. По этапу процесса производства контроль бывает: входной,
операционный, приемочный.
По полноте охвата контролем: сплошной, выборочный, непрерывный, периодический, летучий.
Входной контроль. Проверяется наличие сопроводительной документации, ее соответствие поставляемой продукции, количество деталей, их маркировка, форма, размеры, качество на предмет отсутствия дефектов от предыдущих операций и, полученных при транспортировке. Марка материала может быть проверена по маркировке на деталях или бирках, а также при контроле
спектроскопическим методом. |
30 |
|