Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Практика термічної обробки сталі





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Визначення температури гартування.Для вуглецевих сталей температуру гартування визначають по діаграмі стану Fe─Fe3C в залежності від вмісту вуглецю в сплаві (рис.11).

 

 

Рис..11. Температурний інтервал гартування вуглецевих сталей.

 

Для доевтектоїдних сталей температуру гартування беруть на 30-50 оС вище критичних точок Ас3 (лінія GS), а для евтектоїдних і заевтектоїдних – на 30-50 оС вище критичної точки Ас1 (лінія PSK).

Цементит, який є в області температур нагріву заевтектоїдних сталей, після гартування залишається, а аустеніт перетворюється в мартенсит. Наявність цементиту в структурі загартованої сталі корисний, так як збільшується твердість зносостійкість готових деталей.

В процесі нагріву змінюється інтенсивність випромінювання (розжарювання) і метал міняє колір від темно вишневого до білого з підвищенням температури, яку можна контролювати починаючи від 550 і 1350°С.(табл.1)

Табл.1.

Кольори розжарювання

Колір Температура, оС
Темно - вишневий 550 - 650
Темно - червоний 650 - 750
Червоний 750 - 850
Світло - червоний 850 - 950
Помаранчевий 950 - 1050
Жовтий 1050 - 1150
Яскраво - жовтий 1150 - 1250
Білий 1250 - 1350

 

Кольори мінливості виникають в результаті утворення тонкої плівки окислів на чистій поверхні сталі при її нагріванні в залежності від товщини. (табл. 2)

Табл.2.

Кольори мінливості

Колір Температура, оС
Світло - жовтий
Жовтий
Темно - жовтий
Коричневий
Червоно - коричневий
Фіолетовий
Темно - синій
Світло - синій
Сірий

 

За кольорами мінливості можна визначати температуру в межах від 220 до 330°С. Цим користуються при відпуску загартованих сталей, або при гартуванні із самовідпуском..

Охолодження при гартуванні.Швидкість охолодження при гартуванні повинна бути не нижче критичної. При цьому охолоджуюче середовище повинно забезпечувати високу швидкість охолодження при температурах найменшої стійкості аустеніту в інтервалі 650 – 450 °С, щоб запобігти його розпад на ферито-цементитну суміш. В той же час в інтервалі температур початку Мп і кінця Мк мартенситного перетворення доцільне повільне охолодження з метою зменшення внутрішніх термічних напружень в деталях.

 

Табл.3

Швидкість охолодження сталі в різних середовищах

Гартувальне середовище Швидкість охолодження v(°С/с) в інтервалі температур t, °С Гартувальне середовище Швидкість охолодження v (°С/с) в інтервалі температур t, °С
650...550 300...200 650...550 300...200
Вода при 18°С Емульсія (суміш оливи і воді)
Вода при 28°С Мильна вода
Вода при 50°С Мінеральна олива
Вода при 75°С
10%-ний розчин NaCl у воді при 18°С Мідні плити
10%-ний розчин NaOH при 18°С Залізні плити
10%-ний розчин Na2CO3 при 18°С Повітря спокійне
Вода дистильована Повітря під тиском

В момент занурення нагрітої деталі у охолоджуюче середовище навколо її утворюється плівка перегрітого шару (парова сорочка), який уповільнює швидкість відведення тепла. Ця стадія охолодження називається стадією плів очного кипіння.

В подальшому на другій стадії парова сорочка руйнується і охолоджуюче середовище вступає в контакт з нагрітою деталлю в наслідок чого на її поверхні утворюються бульбашки. Охолодження в цей період відбувається швидко. Цю стадію називають стадією бульбашкового кипіння.

При охолодженні нижче температури кипіння охолоджуючого середовища бульбашки уже не будуть утворюватися і відвід тепла від деталі буде здійснюватися за рахунок конвенції з невеликою швидкістю. Цю третю стадію охолодження називають стадію конвективного теплообміну.

Різна швидкість охолодження досягається за рахунок використання охолоджуючих середовищ: води, олив, розчинів солей у воді тощо (табл.1.3).

Із даних приведених в табл. 3 видно, що вода і розчини солей у воді володіють високою швидкістю охолодження при температурах 650-550 °С. Недоліком їх є висока швидкість охолодження в інтервалі температур 300-200°С. Гартувальна здатність олив в порівнянні з водою при 650-550 °С є в 4-5 рази меншою, але в інтервалі температур 300 - 200°С вони охолоджують вироби в 10 раз повільніше, що значно зменшує небезпеку короблення деталей і появу в них термічних тріщин.

Способи гартування.Вид способу гартування деталей вибирають в залежності від хімічного складу сталі, розмірів і форми готових виробів, а також необхідних властивостей сплаву. Розрізняють непереривне в одному охолоджуючому середовищі, переривисте, ступінчасте, ізотермічне, ізотермічне с подачею води у розплав солей, світле, і з самовітпуском способи гартування.

Найбільш простий спосіб – це непереривне гартування в одному охолоджуючому середовищі (рис.1.12). Його використовують для нескладних по формі деталей. При цьому вироби нагрівають до заданої температури і охолоджують у воді або оливі. До гартування в одному охолоджуючому середовищі можна також віднести спрейєрне, місцеве, з підстуджуванням і гартування з само відпуском. Спрейєрне гартування заклечається в охолодженні деталей струйками води, яка подається під тиском через отвори трубок круглого, квадратного, прямокутного, овального тощо перерізу спеціального пристрою - спрейєра. При цьому способі не утворюються парова сорочка, чим забезпечується більша прогартовуваність сталі в порівнянні із звичайним гартуванням у воді. Спрейєрне охолодження використовують при гартуванні деталей, нагрів яких здійснюють в індукторах струмами високої частоти.

При місцевому гартуванні деталь розміщують у спеціальному пристрої і піддають інтенсивному охолодженню струменем води тільки ту поверхню, яка повинна мати високу твердість. Таке гартування використовують для різального і штампового інструменту з можливістю отримання твердості його робочої поверхні НRC 50-61, а решти частини інструменту - НRC 40-48.

При гартуванні із підстуджуванням деталі перед охолодженням деякий час отримують на повітрі до температури не нижче критичної точки. За рахунок підстуджування зменшуються внутрішні напруження і короблення деталі.

Гартування із самовідпуском доцільно використовувати з метою економії електроенергії, витрат охолоджуючого середовища, скорочення кількості операції технологічного процесу і обслуговуючого персоналу.

Прикладом гартування з самовідпуском може бути також зміцнення ударного інструменту (зубила, крейцмейселі, кернери, ковальський інструмент), для якого вимагається висока твердість тільки робочої (різальної) частини. При такому способі гартування після аустенізації спочатку охолоджують тільки робочу частину інструменту. Потім інструмент виймають із охолоджуючого середовища (вода, олива) і чекають появи на робочій частині необхідного кольору мінливості, який відповідає певній температурі відпуску. Наприклад, поява солом’яно-жовтого кольору свідчить, що загартована робоча частина інструменту розігріта до температури 220-240°С, після чого виконують повне охолодження.

При переривистому гартуванні охолодження здійснюють у двох середовищах: спочатку у воді до температури 300-400 °С, а потім кінцеве – у оливі. Використання переривистого гартування дає можливість зменшити внутрішні напруження в сталі в момент перетворення аустеніту в мартенсит. Але при використанні даного способу гартування необхідно точно визначати час знаходження деталі у воді, що вимагає значного практичного від термістів.

Ступінчате гартування використовують для деталей із вуглецевих сталей діаметром не більше 10-12 мм і легованих – до 20-30 мм. Нагріті до стану аустеніту вироби охолоджують в розплавах солей або лугів, температура яких не на багато перевищує температуру мартенситного перетворення цієї сталі (150 – 350 °С). Кінцеве охолодження виконують на повітрі, забезпечуючи перетворення аустеніту в мартенсит.

Ізотермічне гартування базується на перетворенні переохолодженого аустеніту при постійній температурі. Його виконують, як і ступінчасте, але різниця полягає в тому, що вироби витримують у ванні більш довгий час (30 – 60 і більше хвилин) до повного закінчення розпаду аустеніту. Температуру і час витримки деталей у гартувальному середовищі визначають по діаграмам ізотермічного перетворення аустеніту даної сталі. Ізотермічне гартування дозволяє усувати різницю у швидкостях охолодження поверхні і серцевини деталі, що є основною причиною утворення внутрішніх напружень і термічних тріщин. Таке гартування забезпечує поєднання одночасно достатньо високих значень твердості і ударної в’язкості.

В якості охолоджуючих середовищ при ступінчатому і ізотермічному видах гартування використовують розплави солей і лугів (50% KNO3 + 50%NaNO3; 100% NaNO3; 100% NaOH; 100% KNO3; 20% NaOH + 80% KOH).

Як різновид ізотермічного гартування є гартування з подачею води в розплав солей. При цьому до переваг способу можна віднести отримання більш дисперсної структури сталі. Використовують для інструменту складної форми, виготовленого із високолегованих сталей (ланцети, пили, молотки дробарок, ножі стругальних машин тощо).

Мета світлого гартування - отримання світло-сірого кольору поверхні виробу, що не вимагає подальшої додаткової очистки. Для цього, після нагріву у рідких солях, вироби охолоджують в розплавах їдких лугів, в наслідок чого повністю розчиняється плівка окислів, яка утворилася в процесі нагріву сталі.

Відпуск загартованої сталі.В залежності від температури нагріву розрізняють низький, середній і високий відпуски. Низький відпуск виконують в інтервалі температур від 150 до 250°С. Він забезпечує максимальну твердість і призначається в тих випадках, коли необхідно збільшити стійкість лез (різальний інструмент, сегменти косарок комбайнів, ножі стригальних пристроїв),поверхневу зносостійкість (вали, вісі, пальці, зубчасті колеса), контактну втомлюваність (шарикопідшипники). Структура сталі після низького відпуску представляє собою низько відпущений мартенсит.

Середній відпуск виконують в інтервалі температур від 250 до 450°С його використовують коли необхідно мати одночасно задовільну міцність і пружність (ресори, пружини). Сталь після середнього відпуску має структуру троститу – механічної суміші дисперсних частинок цементиту і фериту. Розмір частинок цементиту становить декілька мікрон і його можна визначати при збільшеннях в 20000-40000 раз.

Високий відпуск виконують в інтервалі температур від 450 до 650°С. Його використовують для деталей, в умовах складних навантажень (шатуни, шатунні болти, тяги, вали, била дробарок). Структура високовідпущеної сталі сорбіт, який представляє собою механічну суміш коагульованих під дією температури частинок цементиту і фериту.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.