Материал: 2483

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Таблица 3. Виды окончательной термической обработки

Наименование

 

Краткая характеристика

 

Режим

 

обработки

 

и применение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

3

 

 

 

Охлаждение стали, нагретой до темпера-

 

 

 

 

 

 

туры выше АС1, АС3. Повышает твер-

Скорость

охлаж-

 

дость, прочность и износостойкость; из-

дения

 

и

охлаж-

 

мельчает структуру. Стали с содержани-

дающая среда (во-

 

ем углерода менее 0,3% перед закалкой

да, масло, воздух и

Закалка

подвергаются поверхностному науглеро-

т.п.)

назначаются

живанию (цементации). С содержанием

в зависимости от

 

 

углерода 0,3% и более закаливают без

химического

со-

 

дополнительной обработки. В зависимо-

става стали и тре-

 

сти от температуры нагрева закалка под-

бований,

предъяв-

 

разделяется на полную и неполную. Ши-

ляемых к детали

 

роко применяется для всех групп сталей

 

 

 

 

 

Полная закалка

Применяется для эвтектоидных и доэв-

Температура

на-

тектоидных сталей, обеспечивая макси-

грева на 30-50 С

 

мально возможную твердость

выше АС3

 

 

Неполная

Применяется для заэвтектоидных сталей,

Температура

на-

обеспечивая им максимально возможную

грева

 

на

30-50 С

закалка

 

твердость

 

выше АС1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрев

поверхно-

 

 

 

 

стного

слоя

при

 

Повышает твердость только поверхност-

помощи токов вы-

Поверхностная

ного

слоя. Применяется в

тех случаях,

сокой

 

 

частоты

когда

необходима высокая

износостой-

(ТВЧ) или горелок

закалка

кость поверхности и мягкая сердцевина

до темпера-

туры

 

 

детали

 

выше АС3

с после-

 

 

 

 

дующим быстрым

 

 

 

 

охлаждением

 

 

Производится немедленно после закалки,

Нагрев ниже АС1,

 

с целью придания стали необходимых

скорость охлажде-

Отпуск

механических свойств. В зависимости от

ния назначается в

 

температуры нагрева подразделяется на:

зависимости

от

 

низкий, средний и высокий

 

хим. состава

 

 

Понижает внутренние напряжения, воз-

Температура

на-

 

никшие в процессе закалки, без заметно-

 

го снижения твердости и хрупкости. Ре-

грева 150-250 С.

Низкий отпуск

жущий инструмент, не подвергающийся

Для

специальных

ударам; измерительный инструмент; по-

легированных ста-

 

верхности деталей, работающих в усло-

лей интервал тем-

 

виях трения

 

ператур иной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 3

1

2

 

 

 

3

 

 

Снижает внутренние напряжения и хруп-

 

Температура

на-

 

 

грева

300-500 С.

Средний

кость, возникшие в процессе закалки, при

 

Для

специальных

некотором понижении твердости. Режу-

 

отпуск

 

легированных ста-

 

щий инструмент, подвергающийся удар-

 

лей интервал тем-

 

ным нагрузкам; пружины

 

ператур иной

 

 

 

 

 

 

Снижает внутренние напряжения и хруп-

Температура

на-

 

кость, возникшие в процессе закалки;

грева 500-700 С.

Высокий

увеличивает вязкость и значительно по-

Для

специальных

отпуск

нижает твердость; после высокого отпус-

легированных

 

ка возможна обработка лезвийным инст-

 

 

рументом. Ответственные детали машин;

сталей

интервал

 

температур иной

 

валы, шатунные болты и т.п.

 

 

 

 

Улучшение

Двойная термическая обработка, состоя-

См. закалку и вы-

щая из закалки и высокого отпуска

сокий отпуск

 

 

 

 

 

 

Нагрев

до

110-

 

 

 

140 С, выдержка

 

Стабилизирует размеры детали. Применя-

2-3 часа, охлаж-

Искусственное

ется после отпуска при обработке особо

дение в масле при

старение

точных изделий, например, калибров,

20-25 С. Опера-

(прерывистое)

прецизионных деталей топливной аппара-

ция

повторяется

 

туры

3-4 раза. Иногда

 

 

 

заменяется

вы-

 

 

 

держкой до 100ч

 

Увеличивает твердость, переводя оста-

Температура

ох-

 

точный аустенит в мартенсит. Применяет-

 

ся немедленно после закалки (до отпуска)

лаждения от

–20

Обработка

для деталей ответственного назначения и

до – 100 С в зави-

холодом

инструмента, изготовленных из углероди-

симости от хими-

 

стых и легированных сталей с содержани-

ческого

состава

 

ем углерода свыше 0,6%. После обработ-

стали

 

 

 

ки холодом необходим низкий отпуск

 

 

 

 

 

 

 

Нагрев

деталей в

 

Насыщение поверхностного слоя детали

герметически

за-

 

углеродом до концентрации 0,8-1%.

крытой

среде

Цементация

Обеспечивает получение (после закалки)

твердого или

га-

изделия с высокой твердостью и износо-

зообразного

кар-

(науглерожи-

стойкостью на поверхности и с вязкой

бюризатора на 50-

вание)

сердцевиной. Применяется для деталей,

 

выше

АС3,

 

изготовленных из малоуглеродистых ста-

80 С

 

выдержка с мед-

 

лей (до 0,25% углерода)

ленным

охлажде-

 

 

 

нием

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

Окончание табл. 3

1

 

 

2

 

 

3

 

 

Насыщение поверхностного слоя дета-

Нагрев

деталей

в

 

ли

азотом

после предварительного

атмосфере аммиа-

 

улучшения. Придает высокую твер-

 

ка при 500-700 С

Азотирование

дость (80-85 HRA), износостойкость и

с последующим

 

коррозионную стойкость поверхност-

охлаждением

в

 

ному слою изделия при минимальном

парах аммиака до

 

его короблении и не требует после-

100 С

 

 

 

дующей обработки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура на-

 

Одновременное насыщение

поверхно-

грева: а) 550-

 

стного слоя детали N и С. В зависимо-

600 С без после-

 

сти от температуры нагрева подразде-

дующей

термооб-

Нитроцемента-

ляется на низкотемпературную (для по-

работки

(низко-

вышения износостойкости

режущего

температурная);

 

ция

инструмента)

и высокотемпературную

б) 850-870 С с по-

 

(для создания износостойких деталей

следующей закал-

 

из

малоуглеродистых легированных

кой и низким от-

 

сталей)

 

 

пуском

(высоко-

 

 

 

 

 

температурная)

 

Режимы термической обработки

Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических изделий с целью изменения структуры и свойств сплавов. Режимами процесса термической обработки являются: максимальная температура нагрева, время нагрева, время выдержки сплава при температуре нагрева и скорость охлаждения.

Температуру нагрева для различных видов термической обработки назначают: для углеродистых сталей по диаграмме железоцементит, для легированных сталей – по справочникам или государственным стандартам. Ориентировочно можно использовать диаграмму.

Время нагрева стальных заготовок и деталей до заданной температуры зависит от ряда факторов: химического состава стали, размеров максимального сечения, теплопроводности, площади поверхности контакта с нагревающей средой и т.д.

Ориентировочные нормы времени для нагрева стальных деталей приведены в табл. 4.

22

Время выдержки изделий при температуре нагрева зависит от многих факторов. Ориентировочно время выдержки деталей и заготовок в пламенных и электрических печах берется в пределах 1,0 1,5 мин на 1 мм сечения детали. Допустимо принимать время выдержки равным 1/5 от времени нагрева. Время выдержки при отпуске назначается в соответствии с табл.5.

Время выдержки при цементации или азотировании назначается в соответствии с требованиями на толщину цементированного или азотированного слоя.

Продолжительность выдержки при цементации в твердом карбюризаторе (с момента достижения температуры цементации 950 С) ориентировочно определяется из расчета 0,1 0,15 мм/ч. При газовой цементации (при 950 С) продолжительность выдержки берется исхо-

дя из опытных данных:

 

 

 

 

 

Толщина слоя, мм ………………0,75

1,5

2

2,5

3

3,5

Время выдержки, ч……………...1,0

4

7

12

16

22

Таблица 4. Время нагрева изделий из углеродистой и легированной сталей

 

 

 

 

 

Время нагрева на 1 мм условного

Наименование

Температура

 

диаметра изделия, с

агрегата

нагрева, С

 

из углеродистой

из легирован-

 

 

 

 

 

стали

 

ной стали

Пламенная печь

 

800-900

 

60-70

 

65-80

Электропечь

 

750-820

 

60-65

 

70-75

 

820-880

 

50-55

 

60-65

 

 

 

 

Соляная ванна

 

770-820

 

12-14

 

18-20

 

820-880

 

10-12

 

8-10

 

1240-1280

 

6-8

 

8-10

Свинцовая ванна

 

770-820

 

6-8

 

8-10

 

820-880

 

5-7

 

7-8

 

 

 

 

Таблица 5. Время выдержки при отпуске деталей

 

 

 

 

 

 

 

Температура отпуска, С

 

Время отпуска в

Время отпуска в со-

 

электропечах

ляных ваннах, мин

 

 

 

300

 

 

120 мин +1 мин на 1 мм

 

120

 

 

условной толщины

 

 

 

 

 

 

300-400

 

 

20 мин + 1 мин на 1 мм

 

15-20

 

 

условной толщины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 мин + 1 мин на 1 мм

3 мин + 0,4 мин на

400-680

 

 

1мм условной тол-

 

 

условной толщины

 

 

 

 

щины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

При проведении поверхностной закалки токами высокой частоты определяется необходимая частота тока, от которой зависит глубина закаливаемого слоя, подбирается тип установки с необходимыми параметрами.

Величина тока может быть ориентировочно принята по табл. 6. Для поверхностного нагрева стали под закалку необходимо применять сравнительно большую удельную мощность (до 2 кВт/см2) и сравнительно малое время нагрева (2-10 с). При этом скорость нагрева лежит в пределах 15-300 С/с. Снижение удельной мощности и увеличение времени нагрева обусловливает получение более глубоко-

го нагрева.

Ориентировочные значения скорости нагрева и удельной мощности даны в табл. 7. Ориентировочные данные режимов закалки деталей токами высокой частоты, применяемых в автостроении, приведены в табл. 8.

Таблица 6. Зависимость глубины поверхностной закалки от частоты тока

 

Рациональные пределы

Минимальный диаметр за-

Частота тока, Гц

готовки при нагреве под за-

глубины нагрева, мм

 

калку, мм

 

 

50

15-80

200

1000

3-17

44

2500

2-11

28

4000

1,5-9

22

8000

1-6

16

10000

0,9-5,5

14

70000

0,3-2,5

5

400000

0,2-1

2,2

Таблица 7. Зависимость глубины нагрева от удельной мощности и

скорости нагрева

 

Скорость нагрева в области

Удельная мощ-

Глубина нагрева, мм

ность,

фазовых превращений, С/с

 

кВт/см2

1-2

100-300

0,8-1,5

3-5

20-80

0,5-1,8

6-10

2-15

0,05-0,2

Скорость охлаждения изделия напрямую зависит от выбранной охлаждающей среды. Охлаждающая среда должна обеспечивать скорость охлаждения в верхнем диапазоне температур выше критиче-

24

Источник: https://studfile.net/preview/16408540/