8. Дать определение термину термообработка. Перечислить виды термообработок. Описать возможность применения термообработки при волочении. Сравнить основные виды термообработок перед волочением.

Термообработка металла заключается в нагреве металла до определённой температуры, выдержке его при этой температуре и последующем охлаждении.

Основные виды термообработок: отжиг, патентирование, нормализация, закалка и отпуск.

Патентирование как термообработка пока практически незаменимо при производстве высокопрочной стальной проволоки. Оно заключается в нагреве проволоки выше верхней критической температуры Ас3, при которой сталь переходит в аустенит, выдержке при этой температуре, погружении в среду с температурой 450..550С и охлаждении на воздухе. Патентирование проводят на спецагрегатах, включающих в основном нагревательную печь, ванну с расплавом соли или свинца, размоточно-намоточные устройства. В результате патентирования получают микроструктуру сорбит, состоящую из смеси феррита и цементита, что обеспечивает патентированной проволоке высокую пластичность и хорошие прочностные свойства.

Закалка стальной проволоки заключается в нагреве её выше критической точки и последующем быстром охлаждении. На результаты закалки влияют скорость и температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. При этом решающим фактором является скорость охлаждения, с которой связано получение определённой структуры и заданных механических свойств. Одной из основных структур, получаемых в результате закалки, является мартенсит. В качестве охлаждающей среды при закалке используют растительные и минеральные масла, воду, водные эмульсии, растворы солей и другие среды с высокой охлаждающей способностью. При закалке проволоки используют машинное и хлопковое масло и иногда подогретую воду.

9. Дать определение понятию отжиг. Перечислить основные виды отжига. Охарактеризовать процесс отжига. Сравнить светлый и темный отжиг.

Отжиг - вид термообработки, при котором после нагрева, выдержки и медленного охлаждения получают мягкий, пластичный металл, свободный от внутренних напряжений.

Виды отжигов: рекристализационный, отжиг на зернистый перлит (светлый и темный), окислительный.

Отжигу подвергают проволоку и прутки перед волочением или на готовом размере. Температуры нагрева, применяемые при отжиге, могут быть выше или ниже критических, при которых металл испытывает внутреннее превращение. Стремятся отжигать металл при возможно низких температурах, т.к. это удешевляет процесс и уменьшает вероятность перегрева и обезуглероживания. Продолжительность выдержки зависит от массы, природы и исходной структуры отжигаемого металла. Она определяется ещё и свойствами, которые хотят обеспечить отжигом. Скорость нагрева проволоки и прутков, если их отжигают в мотках или пачках, должна обеспечить равномерный прогрев всей массы металла. Скорость нагрева зависит от теплопроводности, а также от массы и расположения металла в печном пространстве.

Светлый отжиг – отжиг без окалины. Является простейшим способом защиты проволоки от окисления, при этом происходит нагрев ее вместе с чугунной стружкой. Применяется очень редко, из-за повышенной трудоемкости. Проволоку отжигают в растворах солей, в вакуумной среде, при сжигании масла или керосина. Темный отжиг – отжиг с окислением. Применяется тогда, когда к поверхности металла не предъявляются требования. Отжиг проводят без герметизации и др. приспособлений.

10. Перечислить основные дефекты, возникающие при отжиге. Описать такие дефекты как обезуглероживание и трещины. Сравнить перегрев и пережог. Проанализировать методы предупреждения и устранения дефектов.

Основные дефекты образующиеся при отжиге: трещины, обезуглероживание, пережог, перегрев.

При слишком быстром нагреве особенно изделий крупных размеров в результате теплового расширения наружных слоев в середине изделия могут возникать большие растягивающие напряжения, которые вызывают образование трещин. Особо опасными являются аустенитные стали. Обезуглераживание поверхности металла обуславливает неравномерную и неполную восприимчивость к закалке, способствует снижению усталостной прочности, ухудшению химических свойств поверхности. Обезуглераживание – это выгорание углерода с поверхностого слоя металла.

Пережог является неисправимым браком. Он происходит при очень высоком нагреве стали, при котром кроме большого роста зерен происходит повреждение границ зерен. Прежег характерезуется оплавлением и в связи с этим с окислением металла по границам зерен. Перегрев – это образование крупнозернистой структуры, он происходит при черезмерно высокой температуре и времени выдержки при отжиге. Он характерезуется крупнокристаллическим блестящим изломом. Может быть устранен отжигом с фазовой перекристаллизацией, нормализацией или улучшением (закалка с высокотемпературным отпуском).

Основными методами предупреждения являются:

а) визуальный осмотр поверхности деталей:

б) рентгенопросвечивание;

в) проверка геометрических размеров;

г) определение механических свойств;

и) металлографический анализ.

Методы устранения: при недостаточной твердости проводят повторную закалку, меняют среду охлаждения, скорость охлаждения или меняют сам способ закалки; при появлении трещин, меняют охлаждающую среду, способ закалки или уменьшают температуру охлаждения; при повышенной хрупкости проводят повторную закалку или перед закалкой проводят нормализацию; при обезуглероживании и окислении поверхности уменьшают выдежку стали в печи.