Основы термической обработки - Крупицкий В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Магнитные свойства. Эти свойства играют первостепенную роль в электромашиностроении. Железо и сталь обладают магнитными свойствами, т. е. они могут притягиваться магнитом и намагничиваться, поэтому из железа и стали изготовляют изделия, от которых требуются определенные магнитные свойства: например, постоянные магниты, сердечники трансформаторов, детали телефонных и телеграфных аппаратов и т. п. Наиболее важными характеристиками магнитных свойств металлов и сплавов являются магнитное насыщение и коэрцитивная сила. Способность стали намагничиваться под действием сильного магнита (магнитного поля) характеризуется магнитным насыщением, которое измеряется в гауссах. Коэрцитивная, или задерживающая, сила показывает способность металла или сплава оставаться в намагниченном состоянии, т. е. сохранять магнитные свойства и после снятия воздействия внешнего магнитного поля. Коэрцитивная сила измеряется в эрстедах. Следует отметить, что численное значение магнитных характеристик металла в значительной мере зависит от способа его термической обработки. Теплопроводность. Способность тел проводить тепло при нагревании и охлаждении называется теплопроводностью. Это свойство важно для таких тел, которые должны передавать большие массы тепла или быстро отводить тепло (элементы котлов, нагревательные трубы, охлаждающие устройства). Чем больше теплопроводность металла, тем скорее и равномернее можно его нагреть или охладить. Тепловая обработка металлов,
3
отличающихся плохой теплопроводностью, сопряжена с трудностями. Таким образом, это свойство металлов особенно важно при термической обработке.
Расширяемость при нагревании. Твердые тела при нагревании увеличивают свои размеры. О степени этого увеличения можно судить по величине, которая называется коэффициентом линейного расширения. Коэффициент линейного расширения показывает, на какую часть увеличится каждая единица длины тела при нагревании его на 1°. Коэффициент линейного расширения железа равен 0,000012. Следовательно, железный стержень длиной 1 м. при нагревании на 1° удлиняется на 0,000012 мм. Хотя величина коэффициента линейного расширения весьма незначительна, на практике при тепловой обработке изделий, имеющих большую длину, с этим свойством металлов приходится считаться. Расширение металлов при нагревании и сжатие их при охлаждении сопровождаются возникновением значительных усилий, которые могут оказать серьезное влияние на результаты термической обработки.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Эти свойства характеризуют способность металла служить в окружении атмосферы, кислот, морской воды, пара и т. п. В процессе работы детали соприкасаются с воздухом, морской водой, паром или даже кислотами. Все эти вещества оказывают вредное воздействие на металл, разъедают его и приводят в негодность изделия. Разрушение металлов, происходящее под влиянием химического или электрохимического воздействия на них внешней среды, называется коррозией.
Коррозия называется химической, если она происходит под действием сухих газов или жидкостей, не проводящих электрический ток (бензин, керосин, смола и т. п.). Коррозия называется электрохимической, если она происходит при взаимодействии металла с жидкостями, проводящими электрический ток (вода, щелочи, кислоты и т. п.).
В результате коррозии массы металла приходят в негодность; требуются большие затраты на предохранение их от вредного влияния среды. В среднем в мировом масштабе от коррозии ежегодно теряется около 20 млн. т железа, что составляет примерно 10% его производства. В США подсчитали, что коррозия наносит ущерб, который выражается суммой около 5,5 млрд. долларов в год. Очень важным свойством металла является также способность его образовывать окалину (пленку окислов) в результате взаимодействия при высоких температурах с кислородом печных газов. С этим свойством приходится считаться при выборе материалов для деталей (например, оборудования термических цехов), от которых требуется малая окисляемость при высоких температурах. Материалы, хорошо сопротивляющиеся образованию окалины, называются окалиностойкими, или жаростойкими. При термической обработке стали имеет место нежелательное явление -обезуглероживание, т. е. уменьшение содержания углерода в поверхностном слое в результате химического взаимодействия кислорода печных газов с углеродом стали. Различные металлы обладают неодинаковой коррозийной стойкостью, т. е. способностью сопротивляться разрушению от воздействия окружающей среды. Способность металла подвергаться коррозии можно определить по изменению веса образцов за то или иное время протекания процесса коррозии. Если этот процесс сопровождается растворением металла в окружающей среде, то металл теряет в весе; если же процесс коррозии сопровождается окислением металла, то наблюдается обратное явление — увеличение веса образца. При совместном протекании процессов растворения и окисления металла коррозию не всегда можно выразить количественно.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.
Механические свойства определяют способность металла без повреждения сопротивляться воздействию внешних сил. Если перечисленные ранее физические и химические свойства должны иметь лишь некоторые металлы, то механическими свойствами должны обладать все
