Архив за декабря 2008

ОТЖИГ И НОРМАЛИЗАЦИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Нагрев стали при термической обработке в большинстве случаев имеет целью перевод ее структуры в аустенит. Для получения однородного аустенита необходимо нагреть сталь на 30—50° С выше критических точек (Лсх или Ас3, рис. 17) и выдержать при этой температуре нужное время. Для легированных сталей для получения однородного аустенита требуется более высокая температура нагрева и большая выдержка при нагреве под закалку. Отжиг. Отжиг бывает полный, неполный, гомогенизирующий и низкий. Отжиг стальных изделий или заготовок применяют для снятия внутренних напряжений, устранения структурной неоднородности, улучшения Рис. 17. Схема изменения обрабатываемости резанием структуры стали при нагреве и подготовки к последующей термической обработке. Полному отжигу подвергают обычно доэвтектоидные стали, нагреваяих выше линии 05 на 20—30°С(рис. 18), выдерживая при этой температуре в течение 1/4 продолжительности нагрева и медленно охлаждая вместе с печью до 600—400° С. Углеродистые стали охлаждают со скоростью 100—150° С в час, легированные — со скоростью 30—50° С в час. Отжиг сопровождается фазовой перекристаллизацией, в результате чего крупнозернистая сталь получает мелкозернистую структуру, освобождается от внутренних напряжений, становится мягкой и вязкой. Неполный отжиг является разновидностью отжига неполной перекристаллизации. При неполном отжиге сталь нагревается до температуры, на 30—40° С превышающей нижнюю критическую точку Асг (рис. 18), т. е. до температуры порядка 750—760° С. Для инстру-• ментальных сталей, особенно заэвтектоидных, неполный отжиг является единственным видом отжига. Он способствует снятию внутренних напряжений и улучшению обрабатываемости резанием. Гомогенизация (диффузионный отжиг) применяется для слитков и крупных отливок с целью выравнивания (путем диффузии) химического состава стали, имеющей внутрикристаллическую ликвацию. Сталь нагревают до 1000—1100° С, выдерживают при этой температуре 10—15 ч и затем медленно охлаждают до 600 — 550° С. Диффузионный отжиг приводит к росту зерна стали; этот дефект устраняется повторным отжигом на мелкое зерно (полный отжиг). Сталь, прошедшая гомогенизацию, обладает более высокими механическими свойствами; особенно повышается ударная вязкость. Низкий отжиг выполняют в тех случаях, когда полученная в результате литья или другой обработки структура стали удовлетворительна и нет необходимости ее изменять, нужно только снять возникшие внутренние напряжения. В этом случае сталь нагревают до температуры несколько ниже точки Асх (рис. 18), выдерживают при ней и охлаждают, как правило, на воздухе. Низкий отжиг часто называют сфероидизацией потому, что при этой температуре цементитные пластинки перлита разбиваются на отдельные участки, каждый из которых принимает округленную, сферообразную форму, получается структура зернистого перлита. Эта структура придает стали большую пластичность в условиях статических и, главное, динамических нагрузок. Нормализация стали. Нормализацией называют нагрев стали выше линии ОЗЕ на 30—50° С (рис. 18), с выдержкой при этой температуре и последующим охлаждением на воздухе. Нормализацию применяют для устранения внутренних напряжений и наклепа, повышения механических свойств стали. Само слово «нормализация» указывает на то, что сталь после этой операции получает нормальную, однородную, мелкозернистую структуру; перлит приобретает тонкое строение. Нормализации подвергают отливки и поковки. В настоящее время нормализация распространена в машиностроении больше, чем отжиг, так как она является более производительной операцией и дает лучшие результаты.

Теги: , , ,

ЗАКАЛКА СТАЛИ

Закалка стали основана на фазовых превращениях при нагреве и охлаждении. Она включает нагрев стали до температур, превышающих температуры фазовых превращений, выдержку при этих температурах и последующее быстрое охлаждение. Превращения в стали при охлаждении (превращение аустенита). Аустенит устойчив только при температурах выше линии 65Е (рис. 18). При охлаждении стали ниже линии 05 и ЕЗ аустенит становится неустойчивым: начинается его распад. Если сталь, нагретую до состояния аустенита, охлаждать с большой скоростью, происходит переохлаждение аустенита и образование новой мелкозернистой феррито-цементитной смеси, причем, чем больше скорость охлаждения, тем все мельче и мельче становится феррито-цементитная смесь. Образующиеся более мелкие по сравнению с перлитом структуры имеют свое особое название. При охлаждении, например, стали на воздухе, аустенит превращается в сорбит, при охлаждении в масле — в троостит (названия даны по именам ученых Сорби и Трооста). Образование сорбита начинается при температуре 600° С и заканчивается при температуре 500° С. Троостит образуется при еще более низких температурах — 500—200° С. По своему строению перлит, сорбит и троостит очень сходны. Все они являются механическими смесями феррита и цементита, разница заключается лишь в размерах пластинок феррита и цементита. При охлаждении в воде аустенит сохраняется в углеродистой стали до температуры примерно 200° С и затем мгновенно превращается в структуру, которую называют мартенситом (название дано в честь ученого Мартенса). В сталях с большим содержанием углерода аустенит не полностью превращается в мартенсит. Сохранившуюся часть аустенита называют остаточным аустенитом. Мартенсит отличен от сорбита и троостита и по своей структуре, и по свойствам. Он представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в а-же-лезе. Мартенсит при рассмотрении под микроскопом имеет характерную игольчатую структуру. Мартенсит — самая твердая и хрупкая структура стали. Его твердость НВ 600—700 (НКС 62 —66), а пластические свойства при растяжении (б и тр) и ударная вязкость ан близки к нулю. Мартенсит магнитен и обладает наибольшей способностью сохранять в себе остаточный магнетизм, поэтому магниты при изготовлении закаливают на мартенсит. В легированных сталях рассмотренные структуры могут получаться и при иных скоростях охлаждения. В структуре некоторых легированных сталей даже при охлаждении на воздухе получается мартенсит. В связи с этим, изучая термическую обработку, следует ознакомиться с термином «критическая скорость закалки», который означает наименьшую скорость охлаждения, при которой в структуре стали получается чистый мартенсит. Таким образом, чем меньше критическая скорость закалки, тем с меньшей скоростью нужно охлаждать сталь, чтобы получить структуру мартенсита. Закалкой называют процесс нагрева стали на 30— 50° С выше критических точек Ас3 доэвтектоидной стали (рис. 19) и Асх заэвтектоидной стали, выдержки при данной температуре и последующего быстрого охлаждения. В результате закалки сталь приобретает структуру мартенсита » и благодаря этому делается очень твердой. Быстрое охлаждение при закалке достигается путем применения специальных закалочных сред (воды, масла, водных растворов солей и др.). Для закалки простых углеродистых сталей можно рекомендовать воду с температурой 18° С, а для закалки большинства легированных сталей — масло. В зависимости от скорости охлаждения при закалке можно получить кроме мартенсита структуры: сорбит и троостит. Скорость, обеспечивающую получение мартенситной структуры, называют критической скоростью закалки.

Теги: , , , ,

СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

В современной технологии машиностроения сварка, резка и пайка металлов занимают важное место.

Теги:

Эмульсионные краски

Эмульсионные краски применяют для окраски деревянных частей сеялок, жаток, комбайнов в сельхозмашиностроении. Процесс окраски состоит из нескольких основных операций: подготовки поверхности, грунтовки, шпатлевки (при наличии шероховатостей, неровностей, трещин, раковин), просушки, нанесения краски. Нанесение покрытий осуществляется кистью механическим и воздушным распыливанием (пульверизацией), окунанием и обливанием. Затем изделие подвергают естественной или искусственной сушке. Склеивающие материалы служат для получения неразъемных соединений деталей и конструкций из однородных и различных материалов. Клей представляет собой вязкое вещество, обладающее склеивающей способностью. Клеи подразделяют на белковые, или растительные (крахмал, декстрин, резиновый), и животные (костяной, казеиновый, мездровый или столярный). Технологический процесс склеивания деталей состоит из следующих этапов: подготовки поверхности к склеиванию; нанесения клея; выдержки; сборки склеиваемых деталей; склеивания при определенной температуре и давлении с последующей выдержкой; очистки шва от подтеков клея и контроля качества клеевого соединения. Используют клеи различных марок. Так, фенольные клеи БФ-2, БФ-4, КБ-3 применяют для горячего склеивания металлов, пластмасс, древесины, керамики, фарфора, а эпоксидные клеи ЭД5, ЭД6 — для холодного склеивания названных выше материалов. Полиамидный клей ППФЭ2/10 используют для холодного и горячего склеивания алюминия, меди, древесины, полиамидных пленок, кожи.