Основы термической обработки - Крупицкий В.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 J 1 Рис. 67. Трещины на шлицевом валике,
напряжения при закалке и свести к минимуму а _ v 1 J J образовавшиеся после его закалки,
образование закалочных трещин и коробление
изделий. Одним из таких мероприятий является
предварительная подготовка структуры изделия к закалке путем отжига или нормализации. Это освобождает изделие от вредных внутренних напряжений, которые были созданы в нем всеми предыдущими видами обработки.
Если эти напряжения своевременно не снять, то они могут складываться с напряжениями, образующимися при закалке, и привести к короблению изделия или к трещинам.
Весьма эффективным способом уменьшения внутренних напряжений является медленное охлаждение изделия в интервале температур, при которых происходит превращение
63
аустенита в мартенсит (для углеродистой стали 300° и ниже). Как известно, непосредственный переход аустенита в мартенсит не требует больших скоростей охлаждения. Если превращение аустенита в мартенсит будет происходить при медленном охлаждении изделия, то изменение его объема по сечению будет протекать более равномерно. Следовательно, будет достигнуто уменьшение внутренних напряжений. Существует несколько способов закалки, которые позволяют решить указанную задачу. Они рассматриваются на стр. 68. Важное значение при закалке имеет способ погружения изделия в охлаждающую среду. Неправильное погружение приводит к неравномерному распределению в металле внутренних напряжений, что может вызвать коробление изделия, а также недостаточную твердость его отдельных частей.
Как же следует погружать изделие в охлаждающую среду, чтобы указанные дефекты не имели места? На этот вопрос трудно дать исчерпывающий ответ. Искусство термиста в том и состоит, чтобы в каждом конкретном случае в зависимости от формы и размеров изделия выбрать рациональный способ погружения его в охлаждающую среду. Можно указать некоторые основные положения, которыми следует руководствоваться при решении этого вопроса. Изделия, имеющие длинную вытянутую форму (метчики, сверла, развертки), следует погружать в охлаждающую жидкость в строго вертикальном положении. Так же погружаются длинные фрезы с задней заточкой зубьев. Дисковые фрезы, круглые пилы и тому подобные изделия, наоборот, погружают в охлаждающую среду в горизонтальном положении. Способы погружения некоторых изделий в закалочную среду показаны на рис. 68. Если осевой инструмент погружать в жидкость в горизонтальном положении, то произойдет его коробление, как это видно из рис. 69.
Изделия, имеющие несквозные отверстия, следует погружать в охлаждающую среду закрытой стороной, чтобы воздух и пар могли выйти из отверстия, а вода проникла в него. Два возможных способа погружения в жидкость кузнечных обжимок показаны на рис. 70. При неправильном погружении обжимок на их рабочей поверхности будет скапливаться пар и поэтому ее твердость может быть занижена.
Детали имеющие вогнутую поверхность, нельзя погружать в охлаждающую среду вогнутой поверхностью вниз, так как образовавшаяся паровая рубашка не даст этому месту закалиться. При закалке изделий, имеющих неодинаковые сечения, сначала погружают в жидкость наиболее массивную их часть.
Рис. 68. Правильное погружение изделий и инструментов в охлаждающую среду.
Изделия плоской формы следует погружать в охлаждающую среду узкой стороной. Соблюдение указанных условий позволит значительно снизить образование закалочных трещин и коробление изделий при закалке. Кроме закалочных трещин и коробления изделий, при закалке могут иметь место и другие дефекты.
64
Недостаточная твердость стали объясняется недогревом или недостаточно сильным охлаждением изделия. Причину этого дефекта можно легко определить по микроструктуре стали. Так, например, если структура закаленной конструкционной стали содержит кроме мартенсита также и феррит, то недостаточная твердость является следствием недогрева. Если же в стали после закалки наряду с мартенситом имеется троостит, значит имело место недостаточно быстрое охлаждение. Этот дефект можно исправить повторной правильной закалкой стали. До повторной закалки нужно снять внутренние напряжения отжигом, нормализацией или высоким отпуском. Неравномерная твердость изделия (мягкие пятна) может быть вызвана теми же причинами, что и недостаточная твердость. Мягкие пятна могут быть и вследствие соприкосновения изделий друг с другом в процессе охлаждения, наличия жировых пятен на поверхности изделия или значительных скоплений феррита в отдельных его местах, а также из-за обезуглероживания поверхности изделия.
Если неравномерная твердость вызвана Рис. 69. Коробление осевого инструмента обезуглероживанием, то такой дефект ПРИ закалке из-за неправильного погружения неисправим. При других причинах этого ег0 в охлаждающую среду,
дефекта его можно устранить теми же
методами, что и недостаточную твердость. Повышенная хрупкость изделия чаще всего получается в результате его перегрева. Наличие перегрева можно установить как по излому, так и по микроструктуре стали (крупнозернистое строение). Этот дефект исправляется повторной термической обработкой изделия. При закалке стали, так же как при отжиге и нормализации, может иметь место окисление и обезуглероживание поверхности изделия. Причины этих дефектов и меры борьбы с ними рассмотрены на стр. 68.
