ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термическая и химико-термическая V обработка углеродистой стали Образование аустенита из "Металловедение " Горячую обработку давлением применяют при изготовлении почти всех элементов оборудования тепловых электрических станций. Способом прокатки в горячем состоянии получают толстостенные трубы, заготовки для дальнейшего проката или волочения труб малых диаметров, прокатные профили для каркасов паровых котлов, фасонные прокатные профили для заготовок лопаток паровых турбин и т. п. Ковкой в горячем состоянии изготавливают цельнокованые роторы и обечайки кованосварных роторов, диафрагмы и другие детали паровых турбин. [c.115] Исходным сырьем при прокатке и ковке служат слитки. При кристаллизации стального слитка наблюдается межзеренная и внутризеренная ликвация, приводящая к тому, что по границам кристаллов располагаются зоны с повышенным содержанием примесей. В процессе горячей обработки давлением дендриты слитка дробятся и вытягиваются в волокна, разделенные между собой прослойками металла с повышенным содержанием примесей. Металл 1приО)бретает волокнистую или, как ее иногда еще называют, полосчатую макроструктуру. Такая структура обусловливает разные свойства труб вдоль и поперек направления прокатки. Это большой недостаток проката и поковок. [c.116] Механические свойства металла листов, труб, профилей и т. д. всегда выше в направлении прокатки. В технических условиях на прокат и поковки указывается, в каком направлении следует вырезать образцы для контроля механических свойств. [c.116] Контроль паропроводных труб, роторов и дисков паровых турбин и т. д. принято проводить на тангенциальных образцах, т. е. на образцах, вырезаемых по хорде из кольца. [c.116] Волокнистая макроструктура металла, полученная в результате горячей обработки давлением слитка, не может быть устранена ни термической обработкой, ни последующей обработкой давлением. Последующая термическая обработка может только ослабить контраст в химическом составе, а обработка давлением— изменить направление волокон. Особенно сильно проявляется полосчатость структуры у легированных жаропрочных сталей, так как диффузионные процессы в них затруднены. [c.116] Горячая обработка давлением слабо сказывается на пределе прочности и пределе текучести стали, но в значительно большей степени влияет на ударную вязкость, относительное сужение и относительное удлинение. [c.116] Для получения меньшей разницы механических свойств и перепутывания волокон локовки турбинных валов и роторов в процессе ковки не только подвергают вытяжке, но и несколько раз осаживают в торец, т. е. проковывают ъ трех перпендикулярных направлениях. При такой ковке получается наиболее благоприятное расположение волокон. [c.117] В деталях, обрабатываемых давлением в горячем состоянии, стремятся, чтобы направление максимальных растягивающих напряжений совпадало с направлением волокон, а направление максимальных касательных напряжений было перпендикулярно к ним. Кроме того, волокна не должны перерезаться, а должны плавно огибать контур детали. [c.117] На рис. 65, а показана макроструктура половины коленчатого вала двигателя автомобиля. Вал изготовлен штамповкой с последующей механической обработкой. Волокна плавно огибают контур коленчатого вала. Только относительно малое число волокон подрезано при механической обработке. Видны черные сверления. Это попавшие в разрез каналы для смазки коренных подшипников. [c.117] Зуб шестерни работает на изгиб в корне. Направление волокон желательно иметь вдоль зуба. На рис. 65,6 (слева) показана схема макроструктуры шестерни, изготовленной обработкой резанием из круглой прокатной заготовки. Волокна расположены вдоль оси круглой заготовки и поперек зуба, т. е. неблагоприятно. В середине показана макроструктура зубчатого колеса, вырезанного из листовой заготовки. В этом случае часть зубьев имеет благоприятную ориентировку волокон (вдоль зуба), другая часть — неблагоприятную (поперек зуба), третья часть имеет волокна, расположенные под углом. Наиболее благоприятное расположение волокон получается в случае, показанном на рис. 65, б (справа), когда зубчатое колесо изготовлено из предварительно осаженной в торец круглой прокатной заготовки. В таком зубчатом колесе все зубья имеют продольное расположение волокон. [c.117] Ликвациониая зона слитка при обработке давлением меняет форму, вытягивается. Обычно она расположена в центральной зоне слитка. Поэтому в средней части профиля проката или поковки содержится больше примесей, а механические свойства ее ниже. [c.117] Термическую обработку проводят для того, чтобы нагревом и последующим охлаждением изменить в желаемом направлении структуру и свойства металла или сплава. [c.119] В современном энергетическом машиностроении и общем машиностроении широко распространены различные виды термической обработки. Трубы поверхностей нагрева и трубопроводов котельных агрегатов, лопатки, диафрагмы и роторы паровых турбин, детали арматуры и монтажные сварные соединения проходят термическую обработку. [c.119] Термическая обработка состоит из нагрева до заданной температуры, выдержки при этой температуре и охлаждения. Причем в большинстве случаев решающая роль в получении желаемой структуры и свойств принадлежит охлаждению. Иногда термический цикл оказывается -более сложным он может содержать несколько нагревов и охлаждений. [c.119] Для правильного проведения термической обработки метал-лов и сплавов необходимо хорошо представлять, какие превращения происходят в них, как влияют на эти превращения скорость нагрева, максимальная температура и время выдержки при нагреве и скорость охлаждения. Поэтому сначала подробно рассмотрим основные превращения, происходящие в стали при нагреве и охлаждении, и уже потом перейдем к конкретным режимам термической обработки. [c.119] При проведении термической обработки пользуются диаграммами состояния сплавов. Необходимо помнить, что на диаграммах состояния отражаются только равновесные состояния. Только в случае нагрева и охлаждения с очень малыми скоростями превращения в сплавах соответствуют диаграммам состояния. При быстром нагреве и охлаждении наблюдается запаздывание — гистерезис. [c.119] Критическая точка превращения перлита в аустенит в процессе нагрева обозначается Ас, а критическая точка обратного превращения аустенита в перлит при охлаждении обозначается Afi. Оба эти превращения наблюдаются во всех углеродистых сталях. [c.120] Критическая точка Асз соответствует переходу последних кристаллов феррита в аустенит при нагреве, а точка Лгз — появлению первых кристаллов феррита ИЗ аустенита при охлаждении. Чем больше углерода в -стали, тем ниже третья критическая точка. [c.121] Начало превращения аустенита в б-феррит в сталях, содержащих до 0,16% углерода, соответствует четвертой критической точке A i. [c.121] Во всех сплавах ж елеза с углеродом нагрев выше критической точки Ас приводит к переходу перлита в аустенит. Рассмотрим иодробно это превращение в эвтектоидной стали, со-держащей-0,8% С. Ниже Лс1 у эвтектоидной стали устойчива структура чистого перлита, а выше A i — структура аустенита. [c.121] Вернуться к основной статье