51. Поверхностная закалка. Применение закалки.

Поверхностная закалка – процесс термической обработки, заключающийся в нагреве поверхностного слоя изделия до t° выше Ас3 для доэвтектоидных и Ас1 для заэвтектоидных сталей с последующим охлаждением с целью получения структуры мартенсита в поверхностном слое.

Методы поверхностной закалки: 1. С индукционным нагревателем (нагрев токами высокой частоты – ТВЧ) используют при массовой обработке стальных изделий. 2. Газопламенная поверхностная закалка – прим. для единичных крупных изделий или малых их малых партий. Нагрев поверхностного слоя пламенем сгорающего газа (2400…3000°С) и последующим охлаждении водой. 3. В электролите прим. для закалки небольших деталей в условиях массового производства. При пропускании тока через электролит на катоде, к-рым явл. Закаливаемая деталь, образуется газовая рубашка водорода. Ток при этом сильно возрастает и деталь нагревается, после чего, отключив ток, можно сразу закалить ее в том же электролите.

4. Лазерная – высокоскоростной разогрев поверхностного слоя металла под действием лазерного луча.

52. Виды отпуска, их режимы, изменение структуры и св-в стали, прим. Нормализация.Отпуск – заключ. операция термич. обработки – нагрев закаленной стали до t° ниже Ас1, выдержка при заданной t° и последующее охлаждение с опр-ной скоростью. Цель – для устранения внут. напряжений, уменьшение хрупкости и получ. требуемой структуры и мех. св-в.Виды: 1. Низкий отпуск – нагрев до 250°С, выдержка 1…1,5 ч и охлаждение (углеродистые и низколегированные стали, из к-рых изготавливают режущий и измерит. инструмент).2. средний – нагрев до 350…500°С, выдержка 1…8 ч в зависимости от массы детали и охлаждение (пружины, рессоры, виды штампового инструмента).3. высокий – нагрев до 500…680°С, выдержка 1…8 ч в зависимости от габаритов изделий и охлаждение на воздухе (нагруженные конструкционные детали из среднеуглеродистых констр. сталей).Операция искусственное старение – нагрев до 120…150°С, выдержка 10…35 ч при этой t°.

Улучшение – термич. обработка, сост. из закалки и высокого отпуска.

Нормализация – более экономичная термическая операция, чем отжиг. Отличается условиями охлаждения, к-рое проводят на воздухе с большей скоростью. Получают стали более высокой прочности, т.к. распад аустенита происходит при более низких t°, что повышает дисперсность ферритоцементитной смеси.

53. Дефекты при отжиге и нормализации. Дефекты при закалке.

Перегрев – при слишком высоких t° отжига и чрезмерно длительных выдержках происходит образование крупнозернистой структуры. Устраняется отжигом с фазовой перекристаллизацией, нормализацией или улучшением.

Пережог – очень большой перегрев, кроме сильного роста зерен, может вызвать повреждения границ зерен. Явл. неисправимым браком.

Большее значение имеет атмосфера печи. Избыток окислительных газов в атмосфере (кислорода, водяного пара, углекислого газа и др.) вызывает окалинообразование и обезуглероживание.

Обезуглероживание связано с тем, что кислород окисляет углерод раньше, чем железо. Чтобы этого не призошло газовая атмосфера должна оказывать не очень сильное окислительное действие.

С целью защиты изделия от обезуглероживания и окалинообразования при отсутствии печей с защитной атмосферой отжиг осущ. в ящиках или трубах, замазанных глиной, а также в ящиках с засыпкой древесным углем или чугунной стружкой.

Дефекты при закалке:

Деформация (изменение размеров детали); коробление (изменение формы детали) – для уменьшения коробления детали охлаждают в штампах и приспособлениях; появление трещин – для предупреждения трещин при конструировании изделий избегать резких переходов от сечения к сечению. Причины – внут. закалочные напряжения.

Внут. закалочные напряжения делят на: тепловые (вызваны перепадом t° по сечению изделия) и структурные (возникают в результате превращения аустенита в мартенсит).

Окисление и обезуглероживание – при нагреве в пламенных или элекрич. печах без контролируемых атмосфер. Поэтому увеличивают припуск на шлифование, что удорожает и усложняет технологию изготовления деталей.

Передержка и перегрев – укрупнение зерна аустенита, после закалки в укрупнении игл мартенсита и получении крупнозернистого излома. Устраняются повторной закалкой.

Недостаточная твердость – вызвана недогревом или недостаточно интенсивным охлаждением, т.е. охлаждение со скоростью меньше критической. Для устранения необходимо повысить t° печи или увеличить время выдержки.

Образование мягких пятен – неравномерное охлаждение из-за образования в отдельных местах пузырьков пара, сохранения приставшей окалины, захвата закалочными клещами. Для предотвращения – закалочную жидкость подводить к деталям под давлением или энергично перемещать деталь в закалочной жидкости; следует удалять окалину перед охлаждением; закалочные клещи должны иметь острые губки, чтобы не препятствовать охлаждению в месте захвата изделия.