Основы термической обработки - Крупицкий В.А.
Скачать (прямая ссылка):
ВИДЫ ОТПУСКА.
На практике применяются три вида отпуска.
Низкий отпуск производится при температурах 150 - 300°. Цель его - уменьшить внутренние напряжения в закаленном изделии, не снижая или очень мало снижая при этом его твердость. В результате низкого отпуска получают структуру отпущенного мартенсита. Низкому отпуску обычно подвергают инструменты. Температуры отпуска и получаемые значения твердости некоторых инструментов из углеродистой ехали приведены в табл. 11.
Таблица 11. Температура отпуска некоторых инструментов из углеродистой стали.
Виды инструмента Марка стали Температура (в о) Твердость по Роквеллу
Фрезы, сверла, метчики, калибры и т. п. У10-У12 160-200 60-64
Матрицы и пуансоны для холодной листовой штамповки и холодной высадки. У10 210-260 55-60
Зубила, молотки, кувалды. У7 280-300 53-56
Средний отпуск осуществляется при температурах 300 - 450°. Применяется он для изделий, от которых требуются достаточно высокая твердость (Нд = 40 - 50) и высокий предел упругости при наличии определенной вязкости. Наиболее часто такому отпуску подвергаются пружины и рессоры. После среднего отпуска структура стали состоит из троостита.
Высокий отпуск производится при температурах 500 - 680°. После такого отпуска сталь имеет структуру сорбита. Сталь, подвергнутая закалке и последующему высокому отпуску, называется улучшенной. Такая сталь обладает высокой прочностью и вязкостью. Поэтому высокому отпуску подвергают почти все детали машин ответственного назначения.
74
Глава X.
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ.
В настоящей главе рассматривается тепловая обработка стали, в процессе которой происходит изменение не только структуры металла, но и химического состава его поверхностного слоя. Такая обработка носит название химико-термической. При помощи химико-термической обработки в различных слоях металла можно получить неодинаковый химический состав, а следовательно и различные свойства. Существует большое количество изделий, у которых свойства поверхностного слоя металла должны быть иными, чем свойства внутренних слоев. Например, зубья шестерни в процессе работы испытывают сильное трение, поэтому они должны обладать большой твердостью. Однако внутри шестерня должна иметь небольшую твердость и хорошую вязкость, чтобы она не разрушалась от толчков и ударов. Следовательно, шестерня должна быть твердой с поверхности и вязкой в сердцевине.
Можно привести и другой пример. Если изделие работает в морской воде или в среде кислот и щелочей, то необходимо, чтобы его поверхность хорошо сопротивлялась коррозии. Для повышения устойчивости изделия против коррозии требуется определенный химический состав его поверхностного слоя. Вместе с тем внутренние слои металла не входят в соприкосновение с указанными средами и поэтому могут иметь обычный химический состав. Следовательно, и в этом случае химический состав поверхностного и внутреннего слоев металла может быть неодинаков. Таким образом, основной особенностью химикотермической обработки является изменение химического состава поверхностного слоя металла. В этом и заключается принципиальное отличие ее от обычных видов термической обработки, при которых изменение свойств металла достигается лишь за счет его структурных превращений, химический же состав при этом не изменяется. Каким же путем можно изменить химический состав поверхностного слоя металла? Чтобы изменить химический состав поверхностного слоя, нужно насытить его необходимыми элементами. Это осуществляется в результате контакта поверхности изделия со средой, в которой содержится в большом количестве необходимый элемент. Наилучший контакт достигается при газовой среде.
В результате длительного контакта при высоких температурах изделия со средой происходит проникновение элемента в поверхность изделия на определенную глубину. При этом протекают два процесса: поглощение поверхностью изделия атомов элемента из
окружающей среды и диффузия - проникновение в глубь изделия элемента, который был поглощен поверхностью. Наиболее часто поверхность стальных изделий насыщают углеродом или азотом. Химико - термическая обработка чаще всего преследует следующие цели:
1) получить более твердую, износоустойчивую поверхность;
2) получить поверхность, устойчивую против коррозии.
Некоторые виды химико - термической обработки одновременно решают обе задачи. В настоящей главе будут рассмотрены наиболее широко применяемые в машиностроении виды химико-термической обработки стали: цементация, азотирование и цианирование.
ЦЕМЕНТАЦИЯ СТАЛИ.
Цементацией называется процесс насыщения поверхности стальных изделий углеродом. Цементации подвергают изделия, которые в основном работают на износ, но в то же время испытывают в процессе работы сотрясения и удары. Такие изделия должны иметь твердую закаленную поверхность, хорошо сопротивляющуюся истиранию, и вязкую сердцевину, способную выдерживать сотрясения и удары. Из какой же стали следует изготовлять указанные изделия? Если их изготовить из стали с высоким содержанием углерода, то после термической обработки поверхность изделия будет твердой и износоустойчивой, но
