содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
 

Углеродистые стали подвергаются отжигу, нормализации, закалке и отпуску.

Отжигом называется термическая операция, заключающаяся в нагреве стали на 20—30° выше линии GS или SE' (рис. 61), выдержке при этой температуре и последующем медленном охлаждении. Отжиг применяется для выравнивания структуры стали после ее отливки, уничтожения внутренних напряжений в стали после ковки или отливки, получения мелкозернистого строения стали, понижения твердости стали и улучшения ее обрабатываемости в холодном состоянии.

Температура нагрева при отжиге углеродистых сталей выбирается в зависимости от содержания в них углерода.
 

Отжиг производят в печах и в кузнечных горнах. Для отжига в кузнечном горне детали кладут в железный ящик, пересыпая их мелким песком или древесным углем. В этом случае температуру нагрева деталей определяют по цвету каления стенок металлического ящика, который должен быть равномерно прогрет и не иметь темных пятен.

Продолжительность выдержки при отжиге устанавливается в зависимости от величины деталей. В среднем время нагрева на каждые 25 мм наибольшей толщины поперечного сечения детали принимается равным 45 мин.

Охлаждение детали после отжига должно быть медленным. Скорость охлаждения углеродистой стали при отжиге составляет 2—3° в минуту или 120—150° в час. Медленное охлаждение при
отжиге достигается тем, 'что металлические ящики с деталями,

предварительно пересыпанными мелким песком или древесным углем, остаются в горне и остывают вместе с ним. Сталь после отжига становится мягче и легче поддается обработке.

Нормализацией называется термическая операция, заключающаяся в нагреве стали на 50—60° выше линии GSE' (рис. 61), выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Нормализация применяется с целью получения мелкозернистой структуры и улучшения механических свойств стали.

Рис. 61. Диаграмма нагрева углеродистой стали для различных операций термической обработки

После нормализации сталь получает более однородную и мелкозернистую по сравнению с исходным состоянием структуру. Механические свойства стали после нормализации несколько выше, чем после отжига.

Закалкой называется термическая операция, заключающаяся в нагреве стали на 20—30° выше линии GS или SE' (рис. 61) с последующим быстрым охлаждением в воде или масле. После закалки углеродистая сталь получает повышенную твердость и прочность, а пластические свойства ее уменьшаются.

Успешное проведение закалки зависит от правильности нагрева и охлаждения стали. Нагрев стали производится в горне, в печах или в расплавленных солях (соляных ваннах). При нагреве в горне лучшим горючим служит древесный уголь, так как он не содержит серы, которая может перейти в сталь.
Углеродистую сталь, содержащую до 0,9% углерода, -следует нагревать на 20—30° выше линии GS для обеспечения перехода-перлита в ауетенит и превращения феррита в ауетенит. Если на-, грев 'стали не обеспечивает образования в ней однородной аусте-нитной структуры, то закалка не будет полной.

Углеродистую сталь с содержанием 0,9% углерода и выше следует нагревать до 730—750° для обеспечения перехода всего перлита в ауетенит с сохранением цементита.

При установившемся режиме нагрева всегда нужно иметь в виду, что чем больше в стали углерода и специальных примесей, чем больше масса нагреваемых деталей и чем сложнее их форма, тем медленнее должен производиться нагрев. Это необходимо для того, чтобы детали успели равномерно прогреться во (всех частях во избежание появления больших внутренних напряжений. Но следует также учитывать, что слишком медленный нагрев в окислительной атмосфере вызывает появление окалины, а следовательно, портит поверхность деталей.

Определение скорости охлаждения для разных сталей обеспечивается подбором соответствующей закаливающей среды. Охлаждающие среды по закаливающей способности распределяются следующим образом:

среды, дающие сильную закалку: вода при 15—20°, вода, слегка подкисленная соляной или серной кислотой, водные растворы поваренной соли и т. п.;

среды, дающие умеренную закалку: вода, покрытая тонким слоем масла (-20—40 мм), нефть, мазут, мыльная вода, жидкое минеральное масло, растительное масло, кипящая вода и т. п.;

среды, дающие слабую закалку: струя воздуха, расплавленный свинец и его сплавы при температуре 350—500° и т. п.

Закалка иногда вызывает следующие дефекты: 1) трещины, образующиеся вследствие внутренних напряжений, возникающих при резком охлаждении стали; 2) коробление, возникающее из-за неоднородной структуры стали, неравномерного охлаждения, неправильного погружения в охлаждающую среду; 3) неполная закалка, происходящая в результате недостаточного нагрева под закалку.


Отпуском называется термическая операция, заключающаяся в нагреве стали до температуры не выше линии KSE', выдержке при этой температуре с последующим быстрым или медленным охлаждением. В результате отпуска сталь получается более мягкой и вязкой, уменьшаются вредные внутренние напряжения, возникшие при закалке.

В зависимости от температуры нагрева различают следующие виды отпуска:

низкий отпуск производится при температуре 150—260°,

вызывает <в закаленной -стали незначительные изменения ее структуры и снимает внутренние напряжения, возникшие при закалке;

умеренный отпуск производится при температуре от 300 до 400°, снимает внутренние напряжения, возникшие при закалке, несколько снижает твердость и увеличивает вязкость стали;

высокий отпуск производится при температуре 500—650°, значительно уменьшает твердость и увеличивает вязкость стали.

Нагретая сталь охлаждается в струе воздуха, в воде и масле.

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..