11. Дать определение понятию отпуск. Перечислить виды отпуска. Описать процессы, проходящие при отпуске. Проанализировать достоинства отпуска по сравнению с нормализацией.

Отпуск - термическая обработка стали, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла.

Отпуск бывает различных видов:

• Низкий отпуск

• Средний отпуск

• Высокий отпуск

На практике применяют низкий, средний или высокий отпуск в зависимости от необходимых свойств готового изделия.

Низкий отпуск. Под действием повышенной температуры атомы углерода приобретают более высокую подвижность и благодаря этому выходят из твердого раствора. При этом напряжения в атомной решетки железа значительно уменьшаются, и в результате снижается хрупкость закаленной стали.

Низкий отпуск применяют в тех случаях, когда после закалки необходимо сохранить высокую твердость и износостойкость стали. Выдержка при температуре 200С в течении 1 ч. Мартенситная структура.

Средний отпуск. При среднем отпуске закаленной стали образуется трооститная структура и сталь приобретает наиболее упругие и пластические свойства. Такой отпуск применяют при обработке рессорно-пружинных сталей. При температере 300-450С.

Высокий отпуск. При высоком отпуске образуется сорбитная структура. При этом значительно снижается твердость стали, но зато существенно повышается её вязкость и сопротивление ударная вязкость. Высокий отпуск почти полностью устраняет внутренние напряжения, поэтому его применяют для многих ответственных деталей и инструментов, работающих в условиях динамической нагрузки: валов, молотовых штампов. При температуре от 500-680С.

Отпуск имеет градацию температур, среда при которой происходит охлаждение не требует материальных затрат, а при нормализации используют различные среды в которых происходит охлаждение (масло, вода и др.)

12. Дать определение понятию термообработка заготовок перед волочением. Перечислить виды термообработки. Описать процесс закалки. Привести пример применения различных видов закалки.

Термическая обработка — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Среди основных видов термической обработки следует отметить: отжиг, нормализация, отпуск, патентирование, закалка.

Закалка — распространенный процесс термической обработки стальных деталей. Она осуществляется путем нагрева деталей выше критической точки Ас₃ (доэвтектоидной стали) или Ас₁ (заэвтектоидной стали) на 30—50° С, выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения. Основная цель закалки стали — получение высокой твердости, износостойкости и физико-механических свойств. Резкое увеличение твердости и прочности в процессе закалки происходит из-за фазовых превращений структуры в процессе нагрева и охлаждения и образования неравновесных твердых структур—мартенсита, троостита и сорбита. Качество закалки зависит от правильного выбора режима закалки (температуры нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения). Температура нагрева под закалку зависит от химического состава стали. Для углеродистых сталей ее выбирают, пользуясь диаграммой состояния сплавов.

Применяется в строительной индустрии, в автомобильной промышленности, мебельных и других производствах для закалки стекол: автомобилей, поездов, кораблей, фасадов зданий, окон, СВЧ, душевых кабин, межкомнатных перегородок, дверей саун, то есть в тех местах где вероятность прямого контакта человека со стеклом наиболее высока.

13. Дать определение понятию химический состав и свойства поверхностного слоя заготовки. Перечислить способы удаления поверхностного слоя заготовки. Описать механический способ удаления поверхностного слоя заготовки. Проанализировать достоинства и недостатки окалиноломателя.

Свойства поверхностного слоя заготовки (окалина) - продукт окисления, образующийся при повышенной температуре на поверхности стали и некоторых других сплавов при взаимодействии со средой, содержащей кислород.

Химический состав – это качественный состав вещества, который показывает из каких элементов состоит вещество, который обычно выражается в процентах или долях.

К способам удаления окалины относят химический: использование водных растворов кислот (HCl+HNO₃, HCl+H₃PO₄, HCl+HF, H₂SO₄); механический: изгиб катанки, очистка под струёй дробеметной (пескометной) машины, очистка на специальных станках наждачной бумагой и образивными пастами; электрохимический основан на электрохимическом растворении (анодный, катодный, катодно-анодный).

В блоке перегиба используется пять роликов с твердосплавной вставкой. При необходимости в блок перегиба возможно установить до восьми роликов. Расположение роликов позволяет осуществлять перегиб катанки во взаимно перпендикулярных плоскостях и регулировать угол перегиба. Конструкция роликов комбинированная, и состоит из корпуса изготовленного из закаленной легированной стали и твердосплавной вставки.

К достоинствам относят: универсальность; компактность; непрерывный режим работы; высокая производительность; возможность совмещения различных методов обработки (подтрав, нанесение подсмазочного слоя и т.д.); равномерность обработки; возможность достижения высокого уровня автоматизации. К недостаткам относят недостаточное качество поверхности проволоки и повышенный расход волочильного инструмента.

14. Дать определение понятию окалина. Перечислить способы удаления окалины. Описать процесс травления. Проанализировать достоинства и недостатки травления в серной кислоте.

Окалина - продукт окисления, образующийся при повышенной температуре на поверхности стали и некоторых других сплавов при взаимодействии со средой, содержащей кислород.

К способам удаления окалины относят химический: использование водных растворов кислот (HCl+HNO₃, HCl+H₃PO₄, HCl+HF, H₂SO₄); механический: изгиб катанки, очистка под струёй дробеметной (пескометной) машины, очистка на специальных станках наждачной бумагой и образивными пастами; электрохимический основан на электрохимическом растворении (анодный, катодный, катодно-анодный).

Процесс травления включает в себя:

1)подготовку поверхности (например, механические шлифовка и полировка, обезжиривание);

2)взаимодействие травителя или электролита (растворы кислот, растворы и расплавы солей и щелочей, другие органические и неорганические жидкости, плазма) с обрабатываемым материалом;

3)очистку поверхности от травителя и продуктов травления (как правило, это отмывка каким либо растворителем).

Травление является наиболее распространенным методом удаления окалины.

Недостатками при травлении серной кислотой являются:

- выпадение осадка (железного купороса), который необходимо периодически удалять, так как он замедляет процесс травления;

- выделение водорода, травильный угар;

- может быть необходим подогрев для ускорение травления (удорожает процесс);

- введение ингибиторов (травильных присадок) (удорожает процесс).

Достоинствами являются:

- высокое качество получаемой поверхности;

- возможность регенирации серной кислоты для повторного ее использования (удешевляет процесс).

15. Назвать виды дополнительных операций по подготовке поверхности металла к волочению. Перечислить дополнительные операции по подготовке поверхности металла к волочению. Описать процесс бурирования. Проанализировать применение бурирования в условиях БМЗ.

Дополнительных операций по подготовке поверхности металла к волочению: промывка, нанесение подсмазочного слоя (меднение, фосфотирование, известкование, бурирование), сушка.

Меднение – заключается в нанесении тонкого слоя меди на поверхность заготовки. Фосфотирование – это химическая обработка протравленной поверхности проволоки в растворах фосфорно-кислых солей (марганец, железо, цинк). Известкование – неоднократное погружение бунтов провлоки или катонки в горячий известковый раствор.

Бурирование – обработка в растворе бури (Na₂B₄O₇), проводится взамен известкованию. Обычно протравленую проволоку после меднения подвергают обработке в водном растворе буры. Обработка бурой значительно ухудшает условия волочения, предохраняя проволоку в течении длительного времени от корозии до и поле волочения. Кроме того на участках волочения происходит значительное уменьшение пылевыделения, чем поле известкования, из-за хорошего сцепления буры с поверхностью металла. Улучшаются условия сварки, т.к. бура является флюсом, увеличивая стойкость инструмента. Иногда можно исключить просушку проволоки в печах.

Бурирование на БМЗ применяется в агрегатах травления, как дополнительная операция для подготовки металла к волочению.