46. Термическая обработка чугунов

Нормализация 850-950^оС выдержка 1-3 ч; цель: повышенная НВ, σ_в, износостойкость.

Отжиг: для получения КЧ из БЧ; смягчающий; для снятия внутр. напряжений.

ВТП (900-950 ^оС) служит для устранения поверхностного отбела у СЧ. Цель: распад Ц на графит; понижается НВ

НТП (650-750 ^оС) повышение σ_в , частично или полностью распадается перлит.

Отжиг для снятия внутренних напряжений. Цель: стабилизация линейных размеров; снижение трещин; искусственное старение (без изменяющегося структурного превращения)

Закалка: объемно-непрерывная, изотермическая поверхностная.

Отпуск (250-600^оС). Цель: уменьшение НВ, увеличение пластичности и упругости и уменьшение закалочных напряжений

47. Оборудование при то

Оборудование термических цехов машиностроительных заводов делится на 3 группы:

1. Основное оборудование (печи, охлаждающие устр-ва, закалочные прессы, оборудования для обработки холодом и т.д.)

2. Дополнительное оборудование (моечные машины, правильные прессы, травильные ванны, пескоструйные и дробеструйные аппараты)

3. Вспомогательное оборудование (установки для получения контролируемых атмосфер, мостовые и поворотные краны, транспортные устр-ва)

48Термомеханическая обработка заключается в со­четании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с закалкой. Формирование структуры закаленной стали при ТМО происходит, в условиях повышенной плотности и оптимального распределения дислокаций, обусловленных условиями горячей (тепловой) деформации.

Различают два основных способа термомеханической обра­ботки.

По первому способу, называемому высокотемпературной термомеханичгской обработкой, при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 20—30 % . После деформации следует не­медленная закалка во избежание развития рекристаллизации.

По второму способу, называемому низкотемпературной термомеханиче­ской обработкой , сталь деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустенита в области его относительной устойчивости (400—600 °С); Степень деформации обычно состав­ляет 75—95 %. После закалки в обоих случаях следует низкотемпературный отпуск (100—300 °С).

Высокая конструктивная прочность после ВТМО объясняется наследственной передачей развитой дислокационной структуры горячедеформированного аустенита, образующегося при после­дующей закалке мартенситу и образованием фрагмеитированной субструктуры с дислокационными границами. ВТМО осущест­вляется в цехах прокатного производства на металлургических заводах.

49При поверхностной закалке на некоторую глубину закаливается только поверхностный слой, тогда как сердцевина изделия остается незакаленной.

Основное назначение поверхностной закалки: повышение твер­дости, износостойкости и предела выносливости обрабатываемого изделия. Сердцевина остается вязкой и воспринимает ударные нагрузки. В практике более часто применяют поверхностную закалку с индукционным нагревом током высокой частоты (ТВЧ).

Закалка с индукционным нагревом. Индукционный нагрев происходит вследствие теплового действия тока, индуктируемого в изделии, помещенном в переменное магнитное поле.

Для нагрева изделие устанавливают в индуктор (соленоид), представляющий собой один или несколько витков пустотелой водоохлаждаемой медной трубки или шины. Пере­менный ток, протекая через индуктор, создает переменное магнитное поле. В результате явления индукции в поверхностном слое возникают вихревые токи и в слое обрабатываемого изделия происхо­дит выделение джоулевой тепло­ты. Плотность индуктированного переменного тока по сечению про­водника неодинакова. Ток проходит в ос­новном в поверхностном слое про­водника. Это явление называется поверхностным эффектом.

50 Цементация(науглероживанием) называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насы­щении поверхностного слоя стали углеродом при нагреве в соответ­ствующей среде — карбюризаторе. Проводят при температурах выше точки Ас3 (930—950 °С), когда устойчив аустенит, растворяющий углерод в большом количестве. Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате закалки и низкого отпуска, выполняемых после цементации.

Назначение цементации и последующей термической обработ­ки — придать поверхностному слою высокую твердость и износо­стойкость, повысить предел контактной выносливости и предел выносливости при изгибе и кручении.

Для цементации обычно используют низкоуглеродистые (0,1—0,18%С), чаще легированные, стали.

51.Цианированием называют процесс диффузионного насы­щения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температуре 820—950 °С в расплавленных солях, содержащих группу NaCN. Ншпроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температуре 840—860 °С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Продолжительность про­цесса 4—10 ч. Основное назначение нитроцементации — повыше­ние твердости, износостойкости и предела выносливости стальных деталей. Азотированием называют процесс диффузионного на­сыщения поверхностного слоя стали азотом. Азотирование очень сильно повышает твердость поверхностного слоя, его износостой­кость, предел выносливости и сопротивление коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар и др.