ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткие сведения о термической и химико-термической обработке металлов из "Справочник токаря Изд5 " Термическая обработка стальной детали состоит из трех основных операций нагрева детали до определенной температуры, выдержки при этой температуре и охлаждения. Изменяя в некоторых пределах режимы этих операций, можно стали одного и того же химического состава придавать различные свойства. [c.33] В зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения существуют следующие виды термической обработки отжиг, нормализация, закалка и отпуск. [c.33] Сущность отжига состоит в том, что деталь нагревается до некоторой температуры, вполне определенной для каждого сорта стали, а затем медленно охлаждается (вместе с печью). В результате этого получается более мягкий металл, легче обрабатываемый режущими инструментами. [c.34] Нормализацией называется нагрев стали до температуры несколько выше температуры отжига с последующим свободным охлаждением на воздухе. В результате нормализации достигается повышение предела прочности стали при растяжении, а также некоторое повышение ее твердости. [c.34] Закалка применяется для придания стали значительной твердости. [c.34] Процесс закалки заключается в том, что стальная деталь, нагретая в печи до определенной температуры, быстро охлаждается в какой-либо среде, вследствие чего и получает требуемую высокую твердость. [c.34] При такой закалке материал детали приобретает твердость на значительную глубину, что вызывает изменение размеров детали и понижает ее прочность при ударных нагрузках. Поэтому многие детали в процессе закалки нагревают так, что до требуемой температуры нагревается только поверхностный слой материала. При охлаждении детали только этот слой металла приобретает необходимую твердость, а сердцевина его сохраняет свойства, которые она имела до закалки. Нагревание детали в этом случае производится, например, посредством воздействия токов высокой частоты. [c.34] Отпуск имеет целью уменьшение хрупкости металла, образовавшейся при его закалке. При этом твердость металла, достигнутая при закалке, понижается, но незначительно. [c.34] Отпуск заключается в том, что закаленная стальная деталь подвергается вторичному, но уже умеренному нагреванию до сравнительно невысоких температур. [c.34] Отпуск рекомендуется производить сразу после закалки. Это позволяет обойтись без дополнительного нагрева детали. Температура отпуска выбирается в зависимости от желаемой степени твердости и вязкости термически обработанной детали. [c.34] Эта обработка применяется в тех случаях, когда по условиям работы детали поверхностные слои ее материала должны быть твердыми, а нижележащие — вязкими. Наиболее употребительный способ получения деталей с такими свойствами — цементация. Широкое применение находят также азотирование и цианирование. [c.34] Цементация стали состоит из собственно цементации и закалки. [c.34] В процессе цементации поверхностный слой металла с низким содержанием углерода, не поддающийся закалке, получает дополнительный углерод, сообщающий поверхностному слою металла способность закаливаться. Это достигается путем прокаливания детали из малоуглеродистой стали (с содержанием углерода не более 0,25%) при высокой температуре в закрытых сосудах, наполненных веществами, богатыми углеродом, — карбюризаторами. Карбюризаторы могут быть твердыми (например, древесный уголь перемешанный с содой, поваренной солью и пр.), жидкими (расплавленные углекислые соли) и газообразными (метан, светильный газ и пр.). На практике наиболее часто применяются твердые карбюризаторы. [c.34] Продолжительность цементации при работе твердыми карбюризаторами обыкновенно составляет от 4 до 8 час. (в зависимости от глубины цементуемого слоя и габаритов цементуемых деталей). Цементацию обычно произ ьодят на глубину от 0,5 до 1.5 мм. [c.34] После того как процесс цементации закончен, деталь закаливается обычным способом. [c.35] Азотирование основано на способности железа поглощать и растворять в себе азот. Для насыщения поверхностного слоя металла деталь помещают в печь с температурой 500-т-550° и через печь пропускается аммиак. При разложении аммиака выделяется азот, который и поглощается поверхностью азотируемой детали. [c.35] В результате азотирования поверхность детали получается тверже, чем после цементации, и отпадает необходимость в закалке. Особое достоинство азотирования состоит в том, что в процессе его проведения деталь не деформируется. [c.35] Цианирование производится при погружении детали в расплавленные соляные ванны, содержащие азот и углерод. В результате этого процесса поверхность детали насыщается углеродом и азотом, вследствие чего после закалки и отпуска поверхностный слой детали приобретает большую твердость, чем при цементации. В последнее время применяют газовое цианирование (газами, содержащими углерод и азот). [c.35] В процессе отвердевания после отливки чугунные детали охлаждаются с неравномерной скоростью. Вначале отвердевают более тонкие части (стенки, ребра и т. п.) и несколько позднее — части с более массивным сечением. Тонкие части, отвердевшие раньше, противодействуют нормальному уменьшению объема, а следовательно, и размеров более массивных частей во время их охлаждения. Это вызывает в отливке появление так называемых внутренних напряжений, которые являются причиной деформации детали в течение более или менее длительного времени. Сравнительно интенсивные вначале деформации со временем ослабевают, так как внутренние напряжения в отливке в известной степени уравновешиваются. После снятия поверхностного слоя металла в процессе обработки детали указанное равновесие внутренних напряжений исчезает. Деформация детали возобновляется настолько, что правильная форма ее, достигнутая обработкой, нарушается. Поэтому обработку отливок, деформирующихся от действия перераспределения внутренних литейных напряжений, разделяют на две, черновую и чистовую, с введением между ними операции старения. Старение может быть естественным или искусственным. При естественном старении детали дают некоторое время вылежаться лучше если это происходит при переменной температуре воздуха (во дворе). При искусственном старении деталь погружают в печь, медленно нагревают, выдерживают в нагретом состоянии несколько часов и затем также медленно охлаждают вместе с печью. [c.35] Вернуться к основной статье