книги из ГПНТБ / Кондратьев, Е. Т. Термическая обработка в ремонтном деле

скорость движения жидкости и=1.0 м/сек; для подвода охлаждающей воды:

От магистральных трубопроводов вода через коллекторы (водораспределительные гребенки) шлангами подается к соответствующим охлажда­ емым элементам:

к индуктору:

внутренним диаметром 18 мм); к трансформатору:

закалки чаще всего используется вода. Время ох­ лаждения так же, как и нагрева деталей, исчис­ ляется секундами.

Пауза между нагревом и охлаждением обычно не должна превышать долей секунды. Поэтому

144

для управления закалочной жидкостью использу­ ются быстродействующие гидравлические краны с электромагнитным или пневматическим управле­ нием.

Большое распространение в практике до по­ следнего времени имели электрогидравлические краны с поршневым клапаном [91.

Охлаждающая жидкость подается на нагретую поверхность сквозь мелкие отверстия в индукторе. Охлаждение начинается сразу после окончания нагрева или по истечении некоторого времени. Та­ кой способ может применяться во всех случаях закалки.

При закалке тонких изделий или в случае не­ обходимости получения небольшого закаленного слоя, когда промежуток между нагревом и охла­ ждением должен быть минимальным, такой спо­ соб подачи охлаждающей жидкости применяется чаще всего. Отверстия для подачи закалочной во­ ды диаметром 1-2 мм располагаются равномерно по всей внутренней поверхности индуктора с ша­ гом 5-8 мм, обычно в шахматном порядке.

2.Термическая обработка сварных конструкций

При восстановлении вышедших из строя дета­ лей и узлов машин широко используется сварка

145

различными способами. С ее помощью можно не­ сколько раз увеличить сроки работы узлов и от­ дельных деталей, сэкономить средства и умень­ шить расход металла.

После охлаждения сваренных деталей микро­ структура сварного шва неоднородна, характерно выражена ликвация по химическому составу (зо­ нальная и дендритная). Вид и степень ликвации оказывают существенное влияние на стойкость металла шва против образования трещин и на его механические свойства.

Теплота, выделяемая источником нагрева при сварке, вследствие теплопроводности распростра­ няется на прилегающие к шву участки основного металла. Эти участки нагреваются и остывают, что вызывает изменения структуры и свойств ме­ талла. Участок основного металла, подвергшийся в процессе сварки нагреву до температуры, при которой происходят видимые или невидимые из­ менения структуры металла, называют околошов­ ной зоной (зоной термического влияния).

Перечисленные недостатки в значительной сте­ пени ухудшают механические свойства сварной конструкции. С целью исправления и улучшения микроструктуры металла шва и околошовной зо­ ны сварные конструкции следует подвергать тер­ мической обработке. При этом необходимо иметь

ввиду следующее:

1.Во избежание коробления изделий темпера­

146

тура печи должна быть пс выше 350°С. Конструк­ ции должны быть помещены в печь немедленно после сварки. В этом случае температура печи при посадке должна быть не выше 450°С.

2.Допустимые скорости нагрева изделия зави­ сят от вида термической обработки (общей или местной), типа конструкций и их материала, тол­ щины свариваемых элементов и мощности нагре­ вательных устройств. При общей термической об­ работке изделий средней сложности максимальная скорость нагрева не должна превышать 200°С/час при толщине элементов до 25 мм и 100°С/час при большей толщине. В отдельных случаях, напри­ мер, при термической обработке узлов из тепло­ устойчивых хромомолибденованадиевых и жаро­ прочных аустенитных стабилизированных сталей скорости нагрева в опасном для этих сталей ин­ тервале температур должны быть ограничены. Температуры нагрева двух любых участков изде­ лия не должны отличаться друг от друга более чем на 50°С.

3.Для сварки узлов из термически упрочняе­ мых (улучшаемых) сталей температура отпуска должна быть на 20—40°С ниже температуры от­ пуска заготовок. При этом свойства материала конструкции должны оцениваться пег результатам

испытания образцов, прошедших полный цикл термической обработки.

4. Используя стали при сварке, подверженные

147

I

так как иначе могут возникнуть дополнительные напряжения. Для уменьшения перепада темпера­ туры целесообразно применять термоизоляцию.

9. В случаях местной термической обработки сосудов и трубопроводов необходимо обеспечить ширину зоны равномерного разогрева не менее

1,25 y/?S по каждую сторону от шва (R — сред­ ний радиус; S — толщина стенки).

10. Если требуется термическая обработка пос­ ле сварки, режимы должны выбираться в зависи­ мости от состава основного металла и металла шва, толщины и конфигурации свариваемых дета­ лен, требований, предъявляемых к сварным кон­ струкциям в условиях эксплуатации.

Режимы термической обработки приведены в табл. 24.

3.Термическая обработка деталей, восстановленных наплавкой

Во время наплавки так же, как и при сварке, расплавляется металл присадочной проволоки. Зоны основного металла, примыкающие к на­ плавленному слою, нагреваются до. различных температур и претерпевают различные структур­ ные превращения.

Наплавленный слой имеет структуру литого

152

металла. Непосредственно около шва расположе­ на зона перегрева, характеризующаяся крупнозернистостыо и низкими механическими свойствами. К зоне перегрева примыкает мелкозернистая зона нормализации. За ней следует зона основного ме­ талла. В первых двух зонах возникают значитель­ ные по величине напряжения, которые могут при­ вести к разрушению наплавленного изделия еще во время охлаждения или при незначительных нагрузках. Для таких изделий термическая обра­ ботка (отжиг, нормализация или высокий отпуск) обязательна.

Изношенные поверхности деталей в настоящее время часто восстанавливаются наплавкой. Все случаи восстановления деталей наплавкой услов­ но можно разбить на две группы: к первой груп­ пе относятся детали, не требующие после наплав­ ки термической обработки (закалки); ко второй группе следует отнести детали, требующие терми­ ческой обработки в целях восстановления перво­ начальных свойств.

Очень часто детали тракторов и других с/х ма­ шин выходят из строя вследствие износа рабочей поверхности. Такой дефект обычно устраняется с помощью наплавки износившейся поверхности.

Например, рабочая поверхность таких деталей, как лемехи и полевые доски плугов, восстанавли­ вается наплавкой сормайтом в виде электродов или зернистым. После наплавки они имеют струк­

153

туру заэвтектического, легированного, белого чу­ гуна с очень высокой твердостью. Термической обработке такие детали не подвергаются, в этом нет необходимости.

Каток опорный ДТ-54 выходит из строя вслед­ ствие износа обода. При ремонте они наплавля­ ются износостойкими металлопокрытиями, которые дают возможность получать твердость до HRC 45. Необходимость в термической обработке также отпадает. При износе поверхности под втулки цапфы трактора Т-75 до диаметра менее 71,2 мм на длине 235 мм рекомендуется восстанавливать вибродуговой наплавкой. С целью избежания ин­ тенсивного роста зерна в зоне термического влия­ ния цапфы перед наплавкой следует поместить в термическую печь и нагреть до температуры 600—650°С. Выдержка при данной температуре требуется не меньше часа в целях равномерного прогрева по сечению.

После наплавки и механической обработки цапфы следует закаливать ТВЧ на длину 235 мм, на глубину не менее 3 мм, до твердости не менее

HRC 50.

Коленчатый вал тракторов ДТ-54 и ДТ-75, из­ готовленный из стали 45, выходит из строя обыч­ но вследствие износа шеек. Восстанавливать шей­ ки до нормальных размеров рекомендуется на­ плавкой под слоем флюса. Исследования показали, что наплавлять стальные коленчатые валы следу-

154

er проволокой Св08 под слоем флюса АН-348А легированного карбидом кремния. Карбид крем­ ния добавляется во флюс в количестве 2—3% в весовом соотношении.

Чтобы избежать интенсивного роста зерна в зоне термического влияния коленчатые валы пе­

ред наплавкой надо подвергать нормализации

[ 20].

После наплавки валы подвергаются нормали­ зации или высокому отпуску. Окончательной тер­ мической обработкой после механической служит закалка ТВЧ по существующей технологии, так как по содержанию углерода наплавленный слой идентичен стали 45.

Коленчатый вал автомобиля ГАЗ-51 восстанав­ ливается наплавкой. По данным Волгоградского СХИ [21], рекомендуется наплавлять коленча­ тые валы пружинной проволокой II класса (ГОСТ 9389—60) под слоем флюса АН-348А легированно­ го карбидом кремния. Карбид кремния во флюс добавляется в количестве 0,5% в весовом соотно­ шении. После наплавки валы следует подвергать высокому отпуску при 600—ббО'^С в камерной печи с выдержкой не менее двух часов. Оконча­ тельная термическая обработка заключается в за­ калке ТВЧ с самоотпуском.

Ось поддерживающих роликов тракторов ДТ-75 и ДТ-54 изготавливается из стали 45. Из­ ношенные поверхности восстанавливаются вибро­

155