Термическая и химико-термическая обработка сталей

Категория:
Изготовление форм


Термическая и химико-термическая обработка сталей

Под термической обработкой стали понимают процессы нагрева ее до определенной температуры, выдержки при этой температуре и последующего охлаждения, в результате которых изменяется структура и физические, механические и технологические свойства стали. В зависимости от температурных режимов термическая обработка делится на отжиг, нормализацию, закалку, отпуск.

Отжигом называется операция термической обработки, при которой сталь нагревают до определенной температуры в термической печи, выдерживают в течение определенного времени, затем охлаждают вместе с печью.

Отжиг повышает механические свойства стали благодаря измельчению зерна, что улучшает обрабатываемость и снимает в отливках внутренние напряжения. Отжиг стали производится при температуре 750—900 °С. Отжигу подвергают фасонные стальные отливки, поковки и другие заготовки.

При нормализации сталь нагревают до температуры отжига, выдерживают при этой температуре и охлаждают «а воздухе. Нормализация позволяет в большей степени измельчать структуру и повышать прочность и твердость стали.

Закалку применяют для повышения твердости и прочности стали. При закалке, сталь нагревают до определенной температуры 750—900 °С, выдерживают ее при данной температуре и затем быстро охлаждают в воде, .масле, водных растворах солей и т. д.

Отпуск производят с целью уменьшения твердости, хрупкости и повышения вязкости. Отпуск заключается в нагреве закаленной -стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении.

Различают три вида отпуска: низкий — при нагреве до температуры 150—300° С, средний до 300—500 °С и высокий до 500— 700 °С.

Под химико-термической обработкой стали понимают процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом, азотом, алюминием, хромом и др. При этом повышается твердость, износоустойчивость и коррозионная стойкость изделий.

Наиболее распространенные виды химико-термической обработки стали: цементация, азотирование, цианирование.

Цементация — операция нагрева, выдержки и последующего охлаждения стального изделия, в процессе которой его поверхность насыщается углеродом. Цементации подвергают зубчатые колеса, валики, оси и другие изделия, работающие на износ в условиях ударных нагрузок. Эти изделия готовят из мягких незака-ливающихся сталей, содержащих 0,2—0,25% углерода, и цементируют после предварительной механической обработки с оставлением небольшого припуска на шлифование.

Цементацию осуществляют с помощью карбюризаторов — веществ, содержащих и легко отдающих углерод, — древесного угля, соды (твердые карбюризаторы), расплавленных солей натрия ЫагСОз, NaCl (жидкие карбюризаторы), природного газа (газообразные карбюризаторы).

При газовой цементации изделия подвешивают в рабочем пространстве печи, в которое по трубопроводу подается газ. При отсутствии кислорода и под влиянием высокой температуры газ разлагается, а образующийся при этом атомарный углерод путем диффузии проникает в поверхностный слой изделия. Длительность газовой цементации составляет 4—8 ч. В процессе цементации толщина науглероженного слоя может достигать 0,5—2,0 мм, а содержание углерода в поверхностном слое 1,2%- После цементации изделия подвергают закалке и отпуску, что дает возможность получить изделия с необходимыми свойствами — высокой твердостью и износостойкостью на наружной поверхности и вязкостью в средних слоях.

Азотирование — операция, связанная с насыщением стального изделия азотом, при которой наружная поверхность изделия приобретает высокую твердость без дополнительной термической обработки. Азотированию подвергают коленчатые валы, клапаны двигателей, измерительные шаблоны и калибры, которые изготовляют из легированных сталей 35ХЮА и 38ХМЮА. Азотирование осуществляется путем диффузии в поверхностный слой изделия азота, получаемого в результате разложения газообразного аммиака. Высокая твердость поверхностного слоя изделий (губок плоскогубцев и др.) достигается благодаря образованию нитридов — химических соединений азота с хромом и другими компонентами сплава. Толщина азотируемого слоя обычно .составляет 0,15— 0,65 мм, а длительность процесса — 24—60 ч.

Алитирование — процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий (например, пароперегревателей) алюминием для повышения жаростойкости. Алитированию подвергают детали, работающие при высоких (850—900 °С) температурах.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум