5. Пятна на поверхности - результате образования паровой рубашки, исправление –перезакалка

6. Окисление и обезуглероженный слой - результат взаимодействия поверхности с атмосферой печи, устраняется ТО в нейтральных атмосферах азоте, аргоне, вакууме, др атмосферах. Эндетермические атмосферы, получаемые частичным сжиганием метана, горение СН4= 21%СО +40%Н2+ 27%N2

Экзотермические атмосферы, получаемые при сжигании природного газа горение газа=2%СО+ 2%Н2+96%N2

Закалка часто не является окончательной ТО нужен отпуск

СПОСОБЫ ЗАКАЛКИ

1.  непрерывная или в одном охладителе

2.  закалка с подстуживанием

3.  прерывистая или закалка в двух средах

4.  ступенчатая

5.  изотермическая

6.  закалка с самоотпускам

7.  закалка с обработкой холодом

8.  поверхностная закалка

9.  закалка ТВЧ

10. пламенная поверхностная закалка

11. лазерная закалка

Рис. Схемы закалки

1.Непрерывная. Наиболее широко применяют закалку в одном охладителе, часто она не подходит для изделий сложной формы, где нужно уменьшение деформации.

2. закалка с подстуживанием

3.Прерывистая закалка в 2 средах. В воде до Т выше Мн, затем перенос в менее интенсивный охладитель (масло, воздух)

4.Ступенчатая закалка Охлаждают в среде выше Мн выдерживают в ней до выравнивания Т по сечению, затем до нормальной Т на воздухе. МП протекает мене полно, остается остаточный А МП протекает одновременно во всем изделии, уменьшаются трещины., применяют для инструмента из угл сталей диаметром 8-10мм, а для крупного инструмента скорость охлаждения оказывается ниже критической и А→ П при высоких Т

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

5. Изотермическая закалка выполняют как ступенчатую, но с более длительной выдержкой при Т выше Мн, получает нижний бейнит, у лег сталей превращение не идет до конца получаем НБ+А, дает очень хорошее сочетание свойств

Охлаждающая жидкость – расплавы солей (150-500)С 55KNO3+45NaNo2, 20NaОН+80KOH

6 Закалка с самоотпуском Охлаждение в среде прерывают, чтобы закалочное тепло привело к отпуску мартенсита за счет перераспределения тепла от сердцевины к краю (применяют зубила, кувалды, молотки, инструмент с высокой твердостью

поверхности и вязкой сердцевиной)

7. Закалка с обработкой холодом. У сталей с С более0,4-0,5мас%С ,где Мк ниже комнатной присутствует ост А, для уменьшения его количества применяют обработку холодом, что повышает твердость. А стабилизируется после закалки, обработку проводят сразу.

8. Поверхностная закалка. Упрочняется только пов. слой сердцевина остается вязкой

9.Закалка ТВЧ. Существуют спец установки см

Индукционный нагрев происходит вследствие теплового действия тока, индуктируемого в изделие, помещенном в переменное магнитное поле.

рассчитывается глубина проникновения х

х=4,6 105 √ р/мf, f-частота тока, р-эл. сопротивление, м-манг. проницаемость

для слоя в 1мм частота тока 50000Гц, 4мм -4000гц, нагрев выше Ас3,

скорость нагрева большие 50-350 град в сек, поэтому Т зак выше, (в печах 3 град в сек), поэтому для сталей с 0,4%С Т 840-860С будет Т 880-920С, охл жидкость вода, водные полимеры через душевое устройство спрейер, после закалки делают низкий отпуск 160-200

Большинство деталей машин (валы, оси) работают на изгиб и кручение, когда максимальные напряжения возникают в пов. слоях, для зубчатых колес нужно 20% сечения упрочнить, применяют стали с 0,4-0,5%С 40,45, 40Х,45Х,40хН, получают твердость 50-60НРС.

При ТВЧ твердость слое выше на 3-5 ед, чем при нагреве в печах, что об-ся высокой скоростью охлаждения, более мелким зерном (11-12 против 7-10)

Индукционный нагрев сокращает длительность ТО, создает условия для автоматизации процесса, поточные линии для серийного и массового производства

10. ПЛАМЕННАЯ поверхностная закалка. Применяют для крупных изделий (прокатных валков), поверхность нагревают газовым пламенем с Т 2400-3150С, поверхность быстро нагревается до Тзак, быстро охл, в пов слое 2-4 мм, образуется мартенсит, ниже троостит для 0,4-0,5мас%С 50-55НРС

11.ЗАКАЛКА ЛАЗЕРОМ. Лазеры это генераторы света (квантовые генераторы оптического диапазона с монохроматическим излучением, происходит усиление э\магн колебаний с помощью индукционного излучения атомов, трасформация световой энергии в тепловую) Излучение распространяется узким пучком и хар-ся высокой концентрацией энергии. Для пром целей применяются часто СО2-лазеры непрерывно-волнового типа мощностью 0,5-5кВт

За время воздействия 10-3— -7с поверхность детали нагревается до очень высокихТ до расплавления, за счет интенсивного отвода тепла в глубь металла происходит самозакалка. Скорость охлаждения составляет 103-5сград в сек. Для повышения интенсивности лазерного нагрева на поверхность наносят сажу, пленки сульфидов, фосфатов.

Зона воздействия имеет форму круга при импульсном воздействии, полоску при непрерывном, толщина упрочненного слоя не превышает 0,1-0,2 мм и 1-1,5 мм при непрерывном излучении.

Структура по толщине лазерного воздействия на сталях с 0,35-0,45мас%С включает : зону оплавления, состоящую из дендритных кристаллов мартенсита с микротвердость 8000-8500МПа, зону термического влияния, с нагревом выше Ас3, состоящую из мартенсита микротвердость 8000МПа,, зону отпуска микротвердость 5000-6500МПа,. зону исходной структуры и твердости. Твердость высокоугл. сталей У8,У10 после лазерной закалки 10000-11000МПа,

Применяют для отливок из чугуна серого, ковкого, высокопрочного, происходит отбел чугуна и образования мартенситного подслоя, микротвердость 7500-9000МПа. Дорогой метод, Метод малопроизводительный, применяется, когда закалка другими методами затруднена.

Лекция 8

ОТПУСК –является окончательной ТО после закалки, применяется для получения необходимых свойств после закалки, увеличения пластичности, снятия закалочных напряжений. Так, например, осевые напряжения в цилиндрическом образце из стали 30 после О 550С, 30ммин ум с 600МПа до 80 МПа.

ОТПУСК-это вид ТО, заключающийся в нагреве закаленного на мартенсит металла до температур ниже полиморфного превращения, выдержке при этой температуре и охлаждении с определенной скоростью.

Для сталей отпуск заключается в нагреве ниже Ас1.

Структура закаленной стали – мартенсит и ост. аустенит - являются неравновесными фазами, при нагреве должен происходить их переход в более устойчивые фазы - Ф и Ц. Процесс диффузионный, его скорость обусловлена температурой. Охлаждение д. б. медленное. Чем медленне, тем меньше величина ост. напряжения. Так охл от 600С на воздухе дает в 7 раз меньше напряжения, чем в воде, и в 2,5 меньше чем, в масле. Поэтому изделия сложной формы во избежания коробления охл. медленно, а лег стали после отпуска охл. бысро из-отп. хрупкости.

Основное влияние имеет температура отпуска на свойства стали

Для сталей отпуск делится на низкотемпературный 120-250С низкий)(НО), после такого отпуска структура носит название мартенсит отпуска

Зак. стали с 0,5-1,3%С после НО сохраняют высокую твердость 58-63НРС. Но если такое изделие не имеет вязкой незакаленной сердцевины, оно не выдерживает динамических нагрузок. НО повергают режущий и измерительный инструмент, детали после пов. закалки и пов. упрочнения цементации, нитроцементации. Продолжительность выдержки при нагреве 1-1,5часа.

Среднетемпературный 350-450С(средний), получающаяся структура носит название троостит отпуска. Твердость 40-50 НРС Выполняют для пружин, рессор, штампов. Обеспечивает высокий предел упругости, пр. выносливлсти, релаксационную стойкость. Избегают отпускной хрупкости, делают –охлаждение .быстрое

Высоко температурный 450-680С (высокий) получающаяся структура носит название сорбит отпуска. Дает наилучшее сочетания прочности и вязкости. ТО ТО сочетающая закалку и высокий отпуска называют улучшением.

Подвергают конструкционные стали. Отпуск при Т 550-600,1-2ч полностью снижает ост. напряжения из-за закалки.

Процессы, происходящие при отпуске

Процессы, происходящие при отпуске закаленных сталей

-распад мартенсита с образованием ε карбидов 20-350С

-превращение остаточного аустенита по механизму бейнитной реакции 200-300С

-снятие внутренних напряжений и превращение ε-карбида Fe2C - в цементит при 350-400С

-сфероидизация и коагуляция карбидов при 450Си выше

-уменьшение плотности дислокаций, полигонизация и рекристаллизация ферритной матрицы 450С и выше

Талб. Влияние ТО на мех свойства стали 45

ТО пр. пр пр. тек….δ Ψ уд. в

отжиг

нормализация

закалка

закалка+отпуск

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ.

ТМО- заключается в сочетании пластической деформации и термической обработки. Преимуществом ТМО яв-ся то, что при существенном увеличение прочности пластичности снижается незначительно, а вязкость в 2 раза выше чем после закалки

Сущность ТМО в том, перед закалкой проводят пл. деформацию высокотемпературной фазы аустенита, а при закалке аустенит претерпевает фазовое превращение в наклепанном или частично рекристаллизованном состоянии.

В зависимости от Т, при которой проводят деформацию различают ВТМО и НТМО см рис.

ВТМО происходит при деформации выше Ас3

Примерный режим для стали 50ХН4М нагрев до1050-1100С получение А, подстуживание до900-950С, деформация20-40% и сразу же закалка, чтобы не прошло рекристаллизации, затем низкий отпуск. Результате получают пр. пр 2600-2700МПа, отн. удлинение 8-10%, КСU 0,5-0,6 МДжм2, после закалки с низким отпуском имели бы пр. пр2000МПа, уд 2%

Высокие св-ва об-ся формированием субструктуры.

ВТМО применима к любым сплавам, но эффект ее сильнее в сплавах претерпевающих МП

Садовский «ВТМО способствует устранению отпускной хрупкости 1 и 2 рода» за работы по ВТМО ИФМ получена Гос премия

ВТМО-заключается в совмещении гор. деформации, осуществляемой в аустенитном состоянии с последующей закалкой на мартенсит и отпуске.

При ВТМО д. б. исключена рекристаллизация горячедеформированного аустенита

НТМО (аусформинг) - заключается в совмещении пластической деформации, переохлажденного аустенита в температурном интервале высокой устойчивости аустенита, с последующей закалкой на мартенсит и отпуском

Проводят ниже Трекр, но выше Мн

Схема = аустенизация 1100-1150С, быстрое охл до 450-500С, деф на 70-95% (экструзией, волочением), закалка и низкий отпуск150-200С

Причина упрочнения - дробление зерен А и образование мелкого М с повышенной плотность дислокаций.

Применяют для конструкционных сталей, титановых сплавов, жаропрочных сплавов.

Свойства стали 37ХН3А Закалка+ отпуск 220С 1300МПа, 1900МПа, 6%, НТМО(деф525, 70%)+закалка и отпуск 220 2600МПА 2800МПа 5%

МЕТОДЫ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ

Кроме закалки поверхность можно упрочнить методами ХТО, и методами механического упрочнения поверхности

Дробестрйная обработка поверхности чугунной или стальной дробью (идет пл. деформация поверхности на глубину 0,15-0,3 мм и очистка поверхности от окалины). Метод хорош для труднодоступных мест – канавки, выступы у рессор, пружин, валов, пальцев гусениц

Обкатка стальными роликами - упрочняет и увеличивает срок службы валов, осей, улучшается геометрия поверхности

Доводка-(деформация на 1-1,5%) проволоки, труб, прутков

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6