38. Химико-термическая обработка изделий из стали.

Химико-термическая обработка металлов - тепловая обработка металлических изделий в химически активных средах для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев металла. Основные виды: цементация, цианирование, азотирование, процессы диффузной металлизации. Цементация (в цветной металлургии) - гидрометаллургический процесс извлечения металлов из растворов химическим восстановлением более электроотрицательными металлами. Применяется главным образом для извлечения Cu, Ag, Au (напр., осаждение Ag из цианистых растворов). Цианирование в цветной металлургии - гидрометаллургический процесс извлечения металлов (главным образом Au и Ag) из руд и концентратов, основанный на селективном растворении их в слабых (0,03-0,3%) растворах цианидов щелочных металлов. Азотирование - насыщение азотом поверхности металлических изделий (главным образом стальных и титановых) для повышения твердости, износостойкости, предела усталости, коррозионной стойкости.

39. Закалка стали.

Закалка стали. При закалке доэвтектоидные стали нагревают до температур на 30—50°С выше Асз, а заэвтектоидные — на 30—50°С выше Ac1 и выдерживают при этих температурах для завершения фазовых превращений и с большой (выше критической) скоростью охлаждают, точнее переохлаждают до низких температур, когда невозможны диффузионные процессы. В результате закалки значительно повышается твердость стали. Закалка является промежуточной, не окончательной термической операцией. После закалки сталь подвергают отпуску для уменьшения внутренних напряжений и хрупкости, возникших в результате закалки, и для придания стали необходимых механических свойств. Непрерывная закалка — с полным охлаждением в одном охладителе (в воде или минеральном масле) — самая простая и применяется наиболее широко. Ее применяют для простых изделий из углеродистых и легированных сталей. Прерывистая закалка или закалка в двух средах: изделие быстро охлаждают в воде до температуры несколько выше точки Мн (температуры начала мартенситного превращения), быстро переносят в среду с меньшей скоростью охлаждения (минеральное масло, воздух), в которой они охлаждаются до температуры 20°С. При охлаждении во второй среде в стали уменьшаются внутренние напряжения. Этим способом закаляют инструменты из высокоуглеродистой стали. Ступенчатая закалка заключается в следующем. Стальное изделие охлаждают в среде расплавленных солей: 45% NaNO3 + 55% KNO3, а также в расплавленных щелочах: 20% NaOH3 + 80% КОН, температура которых несколько выше Мн (обычно 180—250°С), недолго выдерживают в них и затем окончательно охлаждают на воздухе до комнатной температуры, когда и происходит закалка, т. е. превращение аустенита в мартенсит. При выдержке изделия в закалочной среде выравнивается температура по сечению изделия. Охлаждение в две ступени уменьшает внутренние напряжения и поэтому уменьшает закалочную деформацию.

40. Влияние примесей на свойства стали.

Сталь — это сплав железа с углеродом; содержание углерода в стали не должно превышать 2%. В зависимости от количества в стали углерода различают сталь: низкоуглеродистую, с содержанием углерода в ней не более 0,25%; среднеуглеродистую, когда углерода в сплаве содержится более 0,25 до 0,6%, и высокоуглеродистую, содержащую углерода более 0,6%. С повышением содержания углерода в сталях существенно изменяются их свойства; уменьшается пластичность, повышается хрупкость. Для строительных конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам в процессе их эксплуатации или при монтаже, применяют стали преимущественно низкоуглеродистые. Содержание других компонентов — кремния, марганца, фосфора и серы — может достигать в сталях более 1%, а в чугунах — более 2—4%. Для повышения технических свойств чугунов и сталей к ним добавляют различные легирующие вещества: марганец, хром, никель, молибден, алюминий, медь. Если суммарное содержание легирующих добавок в сталях не превышает 2,5%, такие стали называют низколегированными, с содержанием их 2,5—10% — среднелегированными и более 10% —высоколегированными. В строительстве применяют в основном низколегированную сталь.