36. Термическая обработка в технологическом процессе изготовления изделий (отжиг, нормализация, закалка, отпуск).

Термической обработкой называется технологический процесс, состоящий из совокупности операций нагрева, выдержки и охлаждения изделий из металлов и сплавов, целью которого является изменение их структуры и свойств в заданном направлении.

Отжигомназывают термообработку, направленную на получение в металлах равновесной структуры. Любой отжиг включает в себя нагрев до определенной температуры, выдержку при этой температуре и последующее медленное охлаждение. Цель отжига - уменьшить внутренние напряжения в металле, уменьшить прочностные свойства и увеличить пластичность.

Нормализация- вид термической обработки стали, заключающийся в нагреве её выше верхней критической точки, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Цель — придание металлу однородной мелкозернистой структуры (не достигнутой при предыдущих процессах — литье, ковке или прокатке) и как следствие — повышение его механических свойств (пластичности и ударной вязкости).

Закалка- это термообработка, направленная на получение в сплаве максимально неравновесной структуры и соответственно аномального уровня свойств. Любая закалка включает в себя нагрев до заданной температуры, выдержку и последующее быстрое резкое охлаждение. В зависимости от вида фазовых превращений, происходящих в сплаве при закалке, различают закалку с полиморфным превращением и закалку без полиморфного превращения.

- Закалка с полиморфным превращением. Этот вид закалки применяется для сплавов, в которых один из компонентов имеет полиморфные превращения. При закалке с полиморфным превращением нагрев металла производится до температуры, при которой происходит смена типа кристаллической решетки в основном компоненте.

- Закалка без полиморфного превращения. Применяется для сплавов, не испытывающих полиморфных превращений, но имеющих ограниченную растворимость одного компонента в другом.

Отпуск- термообработка, направленная на уменьшение внутренних напряжений в сплавах после закалки с полиморфным превращением. Образование вторичных фаз после закалки с полиморфным превращением всегда сопровождается резким увеличением внутренних напряжений. Соответственно максимально увеличиваются прочность и твердость, до минимума падает пластичность.

37. Износостойкие, антикоррозионные и декоративные покрытия.

Защита металлических конструкций от коррозии в России является одной из важнейших задач экономики страны. Ряд изделий деталей работают в особо агрессивных средах, высоких температурах и давлении. Экономические убытки составляют 10-20% от годового производства стали. Вопросы защиты от коррозии актуальны для нефтяной, нефтегазодобывающей и транспортирующих отраслей вследствие металлоёмкости резервуаров и труб для хранения нефтепродуктов, наличию агрессивных сред и жестких условий эксплуатации.

В наше время для защиты от коррозииметаллоконструкций ведущее место занимают цинковые покрытия. Эти сплавы стойки к коррозии в атмосфере, в большинстве естественных водных сред и в ряде типов почв. Цинк способен поглощать воду и кислород с образованием защитных слоёв, состоящих из оксида и гидрооксида или различных основных солей. Наибольшее распространение имеет метод нанесения цинка погружением в расплав (горячее цинкование). Кроме него на практике применяют напыление (металлизация, электролитическая (гальваническая), термодиффузия и нанесение цинкосодержащих лакокрасочных материалов).

Износостойкие покрытия– одно и многослойные – наносят на инструменты, предназначенные для механической обработки, в парах трения, на поверхности специального назначения. Нанесение этих покрытий на твёрдые сплавы и быстрорежущие инструментальные сплавы по эффективности использования можно отнести к новым инструментальным материалам. Очень тонкие слои (2-12мкм) карбидов, нитридов, оксидов титана, тантала, ниобия, циркония и др элементов, полученные на режущих поверхностях инструментов, получают различными способами: осаждением из газовой фазы, конденсацией, ионной бомбардировкой и тд. Повышается стойкость инструментов в 2-10 и даже более раз, снижают размерный износ.

Применение упрочняющих покрытий к режущему инструменту для создания твердого барьера с аномально низким коэффициентом трения и уровнем внутренних напряжений 200-400 кГ/мм2 при обработке труднообрабатываемых материалов, где в процессе резания поверхности в месте контакта детали с резцом имеют температуру 1100-1250°С (стойкость, например, резцов из твердого сплава с покрытием при обработке нержавеющей стали и сплавов, содержащих никель и титан).

Декоративные покрытия.Тонкий слой металлов, обладающих антикоррозийными свойствами и хорошими эстетическими качествами. Для получения качественного гальванического покрытия проводят предварительное шлифование, обезжиривание и декапирование изделия (процесс снятия тонкой оксидной плёнки с поверхности металлического изделия). Основные декоративные покрытия: никелирование, хромирование, никель-медно-хромовые покрытия (многослойные) и другие, процессы называются меднение, цинкование, покрытие латунью, серебрение, золочение.