Термиялық өңдеу

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 27 бет
Таңдаулыға:

Термиялық өңдеу
1.Термиялық өңдеу принциптері
Термиялық өңдеудің мақсаты -- металлдың қажетті құрылымын дайындау кезінде қажетті қасиеттер (механикалық, физикалық, химиялық) кешенді дайындамадан немесе бұйымнан алу. Мəселен, оның мақсаты -- материалдың мөлшері мен пішінін өзгертуге емес, материалдың қасиеттерін өзгерту -- термиялық өңдеу басқа технологиялардан (құю, дəнекерлеу, басу жəне кесу) ерекшеленеді.
Болаттардың да, шойындардың да термиялық өңделуі негізделеді:
:: полиморфты айналу;
:: көміртектің аустенитте жəне ферритте түрлі еруі;
:: түрлі қасиеттерге ие құрылымдарды алу мақсатында диффузиялық процестерді басқару.
Термиялық өңдеу жұмсартқыш, қатайтқыш, тұрақтандырушы болуы мүмкін, сондай-ақ арнайы мақсаттарға ие болуы мүмкін.
Жұмсартқыш өңдеуді қажетті технологиялық қасиеттерді дайындамаға беру үшін жүзеге асырады (мысалы, материалдың төмен кернеулігі мен беріктігі кезінде кесумен өңделуі жоғары болады);
Беріктендіргіш -- бұйымның қажетті пайдалану қасиеттерін алу;
Тұрақтандыру -- құрылымды жəне осылайша, бөлшектердің пішіні мен өлшемінтұрақтандыру.
Болат пен шойыннан жасалған бұйымдар мен дайындамалар ұшрайтын негізгі операциялар -- қыздыру, шыңдау жəне жұмсарту.
Қыздыру температурасы белгілі бір температураға дейін термиялық, бұл температурада изотермиялық ұстамдылықтан, белгілі бір жылдамдықпен салқындатудан тұрады.
Fe -- Fe3C жүйесі қорытпаларының -- болат жəне шойынның айналу жарытылысы -- қыздыру жəне салқындату кезінде бірдей болғандықтан, бұл өзгерістер болаттардың мысалы ретінде қарастырылады.

2. Күйдіру және қалыптандыру
Күйдірудің мақсаты - кесу мен қысу арқылы жақсы өңдеу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін металды (дайындамалар) жұмсарту; ыстық пластиктің деформациясы, құю немесе дəнекерлеу барысында пайда болған құрылымдағы ақауларды түзету; осы əдістермен бланктерді дайындау кезінде туындайтын қалдық кернеулерді жою.
Жылытумен байланысты дайындамалар алу технологиялық үдерістері кезінде жеделдетілген салқындату кернеулердің пайда болуына жəне қаттылықтың ұлғаюына əкелетін тепе-тең емес құрылымның пайда болуына əкеледі. Бұл олардың икемділігін қысқартуға жəне икемділікті төмендетуге мүмкіндік береді. Жуындыру кезінде, қайтадан кристаллизация мүмкін, соның арқасында астықты ұнтақтау.
Машинажасауда жыртылу алдын ала технологиялық операция болып табылады, ол құйылған, соғылған, жалған жəне дəнекерленген бланкілер қысыммен жұмыс істеуге немесе салқындатуға ұшырайды. Алдыңғы емдеу құрылым мен қасиеттердің өзгеруіне (қатайтуға) немесе кернеулердің пайда болуына себеп болған (егер ұнтақтаудан кейін).
Металлургия өнеркəсібінде, болаттың технологиялық процесінде соңғы термоөңдеу болып табылады. Машина жасау кəсіпорындарына болат күйдірілген күйінде, яғни кесумен өңдеу үшін дайындалған түрінде металлургтардан түседі.
1-ші және 2-ші түрлердің өршуі ерекшеленеді. Бірінші типтегі күйдіру кезінде, әдетте, фазалық өзгерістер болмайды (қайта кристаллизация) немесе соңғы нәтижеге әсер етпейді. Екінші түрдің өрнектелуі қыздыру мен салқындату кезінде фазалық қайта құрулар пайда болатын, бұл металл құрылымына елеулі әсер етеді.
Изометриялық күйдіру көбінесе уақыт пен термиялық өңдеуді азайту мақсатымен жүзеге асырылады.

Изотермиялық күйдіру схемасы;
Қызып кету - термиялық өңдеу арқылы жоюға болмайтын тойтарылмайтын ақау.

3. Шыңдау
Шыңдау -- қатайтылған термиялық операция. Қаттылық пен беріктігі мартенсит құрылымын алу арқылы қамтамасыз етіледі. Шыңдау соңғы операция емес. Осыдан кейін жұмсарту орындалады.
Шыңдау болаттың сыни нүктелерден жоғары температураны жылытудан, бұл температурада изотермиялық ұстап тұрады жəне мартенсит құрылымын алу үшін сыни мəннен асатын жылдамдықпен тез салқындатудан тұрады.
Перлит + ферритінің бастапқы құрылымымен алдын ала эвтектикаға дейінгі болаттарды сөндіруге арналған жылу Ас3 жоғары температурада 30 ... 50 ° C температурасында жүргізіледі. Бұл жылыту кезінде болатта аустенит құрылымы болады, содан кейін мартенсит құрылымы аса маңызды мөлшерден жоғары жылдамдықпен салқындағаннан кейін. Бұл шыңдау толық деп аталады.
Ас3 төмен температурада қатайту, бірақ Ас1 жоғары толық емес деп аталады. Мұндай қыздыру бүкіл көлемде аустенит өндіруді қамтамасыз етпейді, феррит құрылымда сақталады. Сондықтан құрылыста тез салқындағаннан кейін, аустениттен қалыптасқан мартенситпен қатар феррит болады. Мұндай құрылым ферританың төменгі қаттылығына байланысты қажетті қаттылықты қамтамасыз етпейді. Демек, эвтектикаға дейінгі болаттар толық қатаюға ұшырауы керек.
Температураның асып кетуі (Ас3 жоғары 30,50 ° C жоғары) болатты қаттылықты арттырмайды. Бұл эвтектикаға дейінгі болаттың Ас3 үстінен қыздырылған кезде, болатта бар барлық көміртекті мартенситпен сөндіргеннен кейін табылғанымен, сонымен бірге беріктігі үшін қаттылық барынша ұлғайтылғанымен түсіндіріледі. Сонымен қатар, температураның жоғарылауы аустенит дəнінің ұлғаюына, мартенсит пластиналарының көбеюіне жəне, осылайша, күштің төмендеуіне əкеледі

4. Суық өңдеу
Суық өңдеу құрылымнан қалдық аустенитті жою үшін орындалады. Оның қатысуы болаттардың қаттылығын азайтады, сонымен қатар, жүктемелердің əсер етуі кезінде аустенитті мартенситке немесе феррит-цементит қоспаларына түрлендіруге болады, бұл дəл бөлшектерге жол берілмейтін өлшемдерді өзгертуге əкеледі.Сонымен қатар, құрамында көміртегі бар 0,6% асатын көміртекті болаттар жəне көп мөлшерленген, мартенсит айналдыру нүктесі 20°C төмен жəне сөнгеннен кейін құрылымда қалдық аустенит бар.
Қалдық аустенитты жою немесе оның мөлшерін кеміту үшін, сөндіруден кейінгі болат теріс температураға дейін салқындатылады: яғни суық өңдеу жүргізіледі. Нəтижесінде мартенситті айналым қайта жаңғыртылады. Осылайша, суық өңдеу, негізінен, шыңдаумен салқындатудың жалғасы болып табылады.
Практикада, суық өңдеу емделушінің мөлшерін уақытында өзгертуге жол берілмейтін (калибрлер, өлшеу плиткалары, шарикті мойынтіректердің сақиналары жəне т.б.) нақты бөлшектерінің өлшемдерін тұрақтандыру үшін қолданылады.
Егер бөлшектерді қатайтқаннан кейін цехта ұзақ уақыт қалатын болса, суықтанудың əсері төмендейді. Бұл аустенитты тұрақтандыруға əкеледі, ол суықпен өңдеуде барлық қалдық аустенит мартенситке айналмайтындығын көрсетеді. Демек, суықпен өңдеуден кейін дереу жүзеге асырылуы керек.

5. Шыңдау ақаулықтары
Термиялық өңдеу кезінде деформация және бүгілу жиі кездеседі. Деформацияны оның пішінін сақтай отырып, бөліктің өлшемдеріндегі өзгерістерді өзгерту əдеттегідей жəне бөлшектің кескіні өзгереді (ол бүктелген, пропеллермен оралған жəне т.б.). Бірқатар жағдайларда, сызаттардың пайда болуы немесе тіпті бірнеше бөлікке бланктерді толығымен жою.
Деформация және бүгілу тез суытуды жүзеге асыратын сұйылтуға тән. Сондықтан біз осы термиялық өңдеудің төмендегі жұмысын қарастырамыз.
Бұл ақаулардың себебі шыңдау кернеулері болып табылады. Сыртқы күштерді қолданбастан өнімде сөндіру үрдісінде кернеулердің кернеуі орын алады; олар сөндірілгеннен кейін қалады, сондықтан оларды қалдық деп атайды. Температураның кернеуі жылу (жылу) жəне құрылымдық (фазалық) кернеулерге бөлінеді.
Термиялық кернеулер беті мен өзектің біркелкі емес салқындауы нəтижесінде пайда болады. Бөлімнің температуралық құлдырауы бұйымның əр түрлі қабаттарының біркелкі емес жылуды қысуына əкеледі. Термиялық кернеулер, негізінен, тозу процесі кезінде салқындату кезінде, көлемнің азаюымен жүреді. Беткі қабаттардың көлемін азайту, пластикалық өзектің əлі де салқындатылғанына кедергі келтіреді.Өзек салқындаған кезде, бұрынғы салқындатылған төмен пластикалық беткі қабаттармен көлемді азайтуға жол берілмейді. Осылайша, салқындату аяқталғаннан кейін де, бірдей температура барлық көлемде орнатылса, бұйымға қалдық кернеулер əсер етеді: кейбір жерлерде қысу, басқаларында -- созылу. Температураның неғұрлым жоғары температурасы жəне салқындату жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, температураның төмендеуі өнім бөлігінде пайда болады жəне демек, термиялық кернеулер соғұрлым көп болады. Жылу кернеулерін азайту салқындату жылдамдығын төмендету арқылы жүзеге асырылады.
Құрылымдық кернеулер көлемнің ұлғаюына байланысты мартенситикалық трансформация нəтижесінде пайда болады. Мартенсит көлемі бастапқы құрылым көлемінен -- феррит пен цементиттен үлкенірек. Металлургиядағы жəне, тиісінше, мартенсит құрамындағы көміртегі мөлшері неғұрлым жоғары болса, соғұрлым үлкен көлем өзгереді жəне құрылымдық кернеулердің деңгейі неғұрлым жоғары болады.
о шыңдау кернеклерінің шамасы:
:: сырғыштық о о02шегінен аз болуы, ал деформация болмайды;
:: сырғыштық шегінен асып кету, алайда сырғыштық шегі от о ов болуы мүмкін, онда бұйымның бүгілуі болады (деформация);
:: о ов беріктік шегінен асып кету, бұл ретте сызаттар пайда болады жəне бұйым толығымен бөлшектенеді.
Осылайша, беріктендіру деформациясының төмендеуі, əсіресе қиманың диаметрі немесе қалыңдығына тəн ұзын жəне жіңішке бөлшектердің үлкен (ұзындығы 10 жəне одан да көп) ұзындығының қатынасын қамтитын шағын қаттылықтарды өндіруде маңызды міндет болып табылады. Қатты кесу деформациялары сонымен қатар ұзындығы бойымен көлденең қиманың өлшемдеріндегі өткір өзгерістері бар күрделі пішіннің егжей-тегжейінде көрінуі мүмкін.
Шыңдау кезінде деформацияға бейім бөлшектерді механикалық өңдеу кезінде, Ас1 температурасынан төмен температурада жəне одан кейінгі изотермиялық ұстамдылықтан тұратын тұрақтандырғыш термиялық өңдеуді орындау қажет. Бұл операциялар əртүрлі деп аталады: температура, тозу немесе төмен температурадағы күйдіру.

6. Беттік беріктендіру
Қаттылықты күшейту жəне одан кейінгі температура тозуы, əсер ету жүктемелерімен ұштастырылған тозу жағдайында бөліктің өнімділігін қамтамасыз ете алмайды. Бұл үшін бір мезгілде қаттылық пен қатаңдықтың жоғары мəндері қажет. Алайда жоғары болат көлемін бірақ төмен беріктігі беріктендіру кейін табандылық бар, жəне керісінше.
Мұндай жағдайларда бетінің қатаюы қолданылады. Бұл бөлшектер жоғары беттік қаттылық қамтамасыз етеді жəне осылайша кезде тұтқыр негізгі тозуға.
Бетінің беріктігін химиялық термиялық өңдеу əдісімен (ХТӨ) химиялық жəне термиялық əсерлерін химиялық құрамы, бетінің қабатының құрылымы мен қасиеттерін өзгерту, сондай-ақ бетінің қатаюын болдырмау мақсатында біріктіреді.
Химиялық құрамы түрлі элементтердің беткі қабатына диффузияға байланысты өзгереді. ХТӨ нəтижесі бойынша, дайындаудың жоғары тозуға төзімділігі беткі қабаттың қаттылығын арттыру арқылы, тұтқыр өзегін сақтай отырып қол жеткізіледі. Химиялық-термиялық өңдеу сондай-ақ коррозияға төзімділікке жету үшін орындалады. Бірқатар жағдайларда бұл проблемаларды бір мезгілде шешуге болады.
Бетінің беріктігін арттыру тек қана бет қабатының тереңдігіне дейін қыздыру арқылы жүзеге асырылады, сондықтан кейінгі салқындату кезінде бұл қабат тек қана көлденең қиманың барлық бөліктеріне емес, тек осы қабатқа бөлінеді. Соққы жүктемелеріне төзімділігі өзек арқылы қамтамасыз етіледі.

7. Химия-термиялық өңдеу
Химиялық-термиялық өңдеу - əртүрлі элементтердің бөлшектердің беткі жағылуын сыртқы ортадан олардың диффузиясы арқылы алу процесі. Химиялық-термиялық өңдеу процесі үш кезеңнен тұрады:
:: молекулалардың ыдырауы мен диффузиялық элементтің белсенді атомдарының пайда болуынан тұратын диссоциация. Мысалы, атомдық көміртекті (2CO3CO2 + С), атомдық азоттың (2НН3 ^ 3Н2 + 2Н) қалыптасуымен аммиак көміртек тотығының диссоциациясы;
::Адсорбция, яғни бетіндегі диффузиялық элементтің белсенді атомдары;
:: диффузия, яғни, қаныққан элементті металлдың ішкі жағына ену.
Диффузия қабатының қалыңдығы температураға, қартаюдың ұзақтығына жəне бөліктің бетіне диффузиялық элементтің концентрациясына байланысты.
Диффузия жылдамдығы жəне, демек, қабаттың қалыңдығы HTO процесінің температурасы мен ұзақтығы артып келеді. Бұл жағдайда параболикалық уақыт тəуелділігі байқалады жəне температура əлдеқайда күшті - экспоненталық. Сондықтан температура тиімділігін арттыру қабаттың мəнін арттырады.
Термиялық өңдеу үшін цементтеу, азоттау, (ционирование) карбониттау жəне диффузия (гальваникалық қоспағанда) металлизация: мынадай өнеркəсібінде, ең кең таралған түрлері XTO.

Цементтеу жəне кейінгі термиялық өңдеу технологиялары:
a - цементтеуден суықтатумен қыздыру; в - жалғыз қатаю; в - екі есе қатайту
Цементтеу жəне кейіннен термиялық өңдеу арқылы күшейтілетін бөлікті дайындаудың типтік технологиялық процесі:
-тазарту жұмыстары;
-Алдын-ала өңдеу (ұнтақтауды қоса алғанда);
-беріктенбейтін бөліктің бөліктерін қорғау;
-беріктендіру;
-төмен демалыс;
-әрлеу;
Күйдіруден кейін жəне кейінгі термиялық өңдеуден кейін деформациялар орын алады, сондықтан əрлеу міндетті болып табылады. Бөлшектің цементтелген қабатының ең көп таралған қалыңдығы 0,8 ... 1,2 мм құрайды, сондықтан, карборивация кезінде, тегістеу үшін ескеруді ескере отырып, үлкен қалыңдықтың - 1,2,1,5 мм қабатын алу қажет.

8. Термиялық өңдеу кезінде қыздыру және салқындату шарттары
Дайындамаларды жылыту. Металл беті жылытылған кезде, белсенді, дəстүрлі жəне қорғаныш бөлінген жылу тасымалдағыштарына байланысты.
Белсенді медиа химиялық-термиялық өңдеуді орындау кезінде пайдаланылады, олар жоғарыда қаралған.
Әдеттегі ортаға ауа - электр пештерінің атмосферасы мен газ жану өнімдері - газ пештерінің атмосферасы кіреді. Осы бұқаралық ақпарат құралдарында қызған кезде, метал пештің атмосферасына жауап береді. Болаттың тотығуы 200 ° C-тан басталады (бір мезгілде түстің түстері пайда болады). Температураның жоғарылауы тотығуды күшейтеді жəне масштабтың пайда болуына себеп болады - темір металдан жасалған негізгі металлдарға нашар байланған темір тотықтары пайда болады. 700 ° C жоғары температура кезінде болат құймаларының бетінің декорборациясы басталады. Бұл процестер неғұрлым қарқынды дамып, температура неғұрлым жоғары болса жəне ұстап тұру ұзағырақ болса. Сондықтан, əдеттегі атмосфералық пештерде қызған кезде, металдың жоғары температурада болу уақытын азайту ұсынылады.
Қорғаныс ортасы болатты тотығудан, масштабтаудан жəне дезарлаудан қорғайды. Өнеркəсіпте газ жəне сұйық орталар қолданылады.
Газдың эндотермиялық жəне экзотермиялық атмосферасы ауамен белгілі бір қатынаста табиғи газды жағу арқылы алынады. Бұл атмосфералар 650.1100 ° С температура кезінде термиялық өңдеуді жүзеге асыруға мүмкіндік береді, ал преформалардың жеңіл беттерін сақтайды. Дегенмен, олар əмбебап емес, өйткені кейбір термиялық өңдеу жұмыстары төмен температураларда (мысалы, болаттардың қаттылығын), ал басқалары, керісінше жоғары температура кезінде орындалады.
Қорғаныс ортасы - инертті газдардан тұрады - атмосфера, аргон, гелий. Алайда, олардың құны жоғары болғандықтан, олар кеңінен қолданылмады.
Өнеркəсіпте вакуумдағы жылу кеңінен қолданылады, бұл тотығудан жəне декорбермациядан сенімді қорғанысты қамтамасыз етумен қатар, металды газсыздандыруға да ықпал етеді.
Газ тəрізді бұқаралық ақпарат құралдарында жылытудың іс жүзінде барлық түрлері үшін жылыту жүргізіледі: күйдіру жəне қалыпқа келтіру, сөндіру жəне температура.
Сұйық медиа жылу жəне салқындату құралдары ретінде пайдаланылады. Олар суды сөндіру, температурадан тазарту, сондай-ақ суды сөндіру кезінде салқындату үшін қолданылады, мысалы изотермиялық сөндіру кезінде.
Бұл атмосфералар 650.1100 ° С температура кезінде термиялық өңдеуді жүзеге асыруға мүмкіндік береді, ал преформалардың жеңіл беттерін сақтайды. Дегенмен, олар əмбебап емес, өйткені кейбір термиялық өңдеу жұмыстары төмен температураларда (мысалы, болаттардың қаттылығын), ал басқалары, керісінше жоғары температура кезінде орындалады.
Қорғаныс ортасы - инертті газдардан тұрады - атмосфера, аргон, гелий. Алайда, олардың құны жоғары болғандықтан, олар кеңінен қолданылмады.
Өнеркəсіпте вакуумдағы жылу кеңінен қолданылады, бұл тотығудан жəне декорбермациядан сенімді қорғанысты қамтамасыз етумен қатар, металды газсыздандыруға да ықпал етеді.
Газ тəрізді бұқаралық ақпарат құралдарында жылытудың іс жүзінде барлық түрлері үшін жылыту жүргізіледі: күйдіру жəне қалыпқа келтіру, сөндіру жəне температура.
Сұйық медиа жылу жəне салқындату құралдары ретінде пайдаланылады. Олар суды сөндіру, температурадан тазарту, сондай-ақ суды сөндіру кезінде салқындату үшін қолданылады, мысалы изотермиялық сөндіру кезінде.
Шыңдау қоспалардың құрамы мен жұмыс температурасы төменде берілген:
„ Қолдану Температуры
Қоспа құрамы, мас. % °С
BaCl2(65 %) + KCl (30 %) + NaCl (5 %) ... ... ... .. 750... 850
BaCl2 (83 %) + BaF2 (17 %) ... ... ... ... ... ... ... ... . 900... 1 100
BaCl2 (95 %) + MgF2 (5 %) ... ... ... ... ... ... ... ... ... 950... 1350
BaCl2 (100 %) ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... .. 1020.1320
Бір жағынан, балқу нүктесімен шектелген əртүрлі температура диапазондарында кейбір композицияларды келтірейік, ал екінші жағынан - қайнау температурасы бойынша жəне əртүрлі жылу өңдеу операциялары үшін пайдаланылады.
Осылайша, 45% NaNO3 жəне 55% KNO3 тұратын қоспасы 160: 650 ° C температура диапазонында жұмыс істейді, ол барлық түрлердегі (төмен, орташа жəне жоғары) температура температурасын қамтиды.
Кеуіп кететін қоспалар өте кең температура диапазонын қамтиды, оларды пайдалану кез келген болатты қатайтуға мүмкіндік береді. Мысалы, 750.850 ° C-тан алдын ала эвтектоид пен гиперэтекоид көміртегінің қатаюы орындалады.
Жылыту уақытын таңдаңыз. Пештегі бөліктерді табудың жалпы уақыты белгіленген температура мен осы температурада ұстау уақытына дейін қыздыру уақытынан тұрады.
Жеткілікті реттелетін уақыт теледидар тұрғандары, ол мүмкін емес, жалпы уақыт бұл компонент өзгерту сонша, дайындамалар бүкіл көлемінің (аустените перлит, мысалы, толық конверсия) өтеді, құрылымдық өзгерістер анықталады.
Алдын ала белгіленген температураға дейін қыздыру уақыты T өзгертілуі мүмкін, жалпы уақыт осы компонент көптеген факторларға тəуелді болып табылады.
Ең алдымен, металды қыздыру жылдамдығын əртүрлі технологияларды қолдану арқылы өзгертуге болады. Ең жоғары жылдамдық 1000 ° C с дейін қыздыру арқылы қамтамасыз етіледі. сұйық ортада (балқытылған тұз) жылу жылдамдығы шамамен 10 ° C с, жəне ауада (газ) бар пештерде табылады атмосфера айтарлықтай төмен - шамамен 1 ° C с. Алайда, барлық қыздыру əдістерінің барлығы əмбебап болып табылмайды, сондықтан олар өзара алмастырылмайды.
Ең жоғары жылдамдық жер үсті жылыту технологиясымен қамтамасыз етілген. Дегенмен, оларды пайдалану негізінен жер үсті сөндіруге шектелген. Ол сондай-ақ, негізінен, олар қабілеті жəне демалыс үшін пайдаланылады əмбебап сұйықтар, емес. термоөңдеу барлық түрлері жүзеге асырылады пеші, - Ол газ (вакуум) орталарда ең əмбебап жабдықтар болып табылады.
Қорғаныш атмосфераны пайдаланған кезде, жалпы жылу уақытының өсуі соншалықты маңызды емес. Керісінше, дəстүрлі атмосфералық пештерде қызған кезде, теріс құбылыстарды азайту үшін (тотығу, декарорбизация жəне т.б.) аз болуы керек. Дегенмен, жылу жылдамдығын ерікті түрде арттыру мүмкін емес, бірқатар факторларды ескеру қажет: болаттың химиялық құрамы, бөлшектердің өлшемдері жəне дизайны.
Ең алдымен, оның химиялық құрамына байланысты болаттың жылу өткізгіштігін еске түсіру керек. Төмен жылу өткізгіштігі бар болаттардың жылдам қызуы кернеулердің пайда болуына себеп болады, сонымен қатар бөліктің жəне ядраның бір мезгілде өтетін көлемінің өзгеруіне байланысты. Сондықтан допелге қарағанда жылу өткізгіштікке ие болатын көміртекті болаттар тез қыздыруы мүмкін.
Сонымен қатар, қыздыру жылдамдығы бөліктің дизайны бойынша анықталады. Қарапайым пішін туралы егжей-тегжейлі қызып кетуі мүмкін, бұл секцияның температурасы төмендейді. Жылдамырақ болатындай, болаттардан жасалған бөлшектер біртекті құрылыммен қыздыруы мүмкін.
Қыздыру жылдамдығы бір мезгілде жылытылған металдың (зарядтың) массасына жəне пеш ішіндегі бос жерлердің орналасуына байланысты. Бұл пештің көлемі бойынша температура айырмашылығы айтарлықтай болуы мүмкін - жылытқыштарға жақын бөлшектер жылдамырақ қызады.
Термоөңдеу тəжірибесінде жұмыс регламентінің қыздыру жылдамдығын қамтамасыз ететін режимдер қолданылады.
Пештің көмегімен бөліктердің баяу жылытуы (бөлшектер суық пешке салынған) ірі мөлшердегі құймалар мен легирленген болаттардың құйылуы үшін қолданылады. Бланкілерді конфигурациялау неғұрлым күрделі болса, жылуды баяулатады. Осы технологиямен жылыту уақыты ең ұзын.
Жылытуды жылдамдату түрлі жолдармен жүзеге асырылады. Ағаштар қажетті температураға қыздырылған пешке орналастырылады. Жылыту уақыты азаяды, бірақ жұмыс бөлігіндегі температура мен жылу кернеулерінің артуы артады. Температура техникамен талап етілгеннен əлдеқайда жоғары пешке салынған болса, жылдамырақ орнатылған температураға дейін қызады. Бланктер қызып кетпейді, өйткені олар пешке қойылғанда, температура күрт төмендейді. Содан кейін белгіленген температураға дейін қыздыру тез жүреді, бірақ жұмыс бөлшектерінің бөлігіндегі температура айырмашылығы артады, демек термиялық кернеулер артады.
Температура айырмасын азайту үшін алдын ала қыздыру арқылы қыздыру керек. Бұл үшін екі пештер қолданылады. Алғашқы пештің температурасы қажет болғаннан төмен - ол қызады, содан кейін бұйымдар соңғы жылытуға арналған екінші пешке ауыстырылады. Бұл əдіс сұйық қыздыру құралдарын қолданғанда да қолданылады. Атап айтқанда, жоғары температурада (1200 ° C-тан жоғары) жоғары жылдамдықтағы болаттан жасалатын аспаптардың беріктенуі жүргізіледі. Алдын-ала қыздыру, құралдың осындай жоғары температурада ваннаға орналастырылған жылытусыз дереу болған жағдайда пайда болатын деформацияларды болдырмау үшін қажет.
Дайындамаларды салқындату. түрлі термоөңдеу операцияларды жасау кезінде, салқындату жылдамдығы айтарлықтай айырмашылығы - өртеуге кезінде өте баяу кейбір болаттарды қандырып өте тез қажет үшін. Бұл жылдамдықты салқындату жүргізілетін орта бақыланады.
Пештің көмегімен бланкілерді салқындату, яғни. өте баяу, күйдіру барысында пайда болды. Термиялық өңдеудің барлық басқа операциялары үшін салқындату жоғары жылдамдықпен жүзеге асырылады. Пештен əлдеқайда жылдамырақ ауаны салқындату орын алады, ол қалыпқа келтіріледі, сондай-ақ қатты тұрақтылықпен (ауаны қатайтатын болаттар) тотықтыратын болаттар үшін қолданылады.
Түбегейлі, болаттарды қандырып кезінде салқындату жылдамдығы. Неғұрлым жоғары болса, онда баяуырақ суытуды салқындатуға болады. Сондықтан əртүрлі болаттар үшін сұйытылған сұйықтықтар басқа салқындату жылдамдығын қамтамасыз етеді.

Түрлі орталарда болатты салқындату жылдамдығы Салқындату жылдамдығы
Салқындату жылдамдығы
Орта
жылдамдығы, °Сс,
Орта
жылдамдығы, °Сс,
температура, °С
температура, °С
550...650
300.200
550.650
300.200
Температурадағы
Судағы май
70
200
су, °С:
600
270
эмульсиясы
18
Май:
30
500
270
150
30
45
100
2700
машиналық
трансформа
торлық
120
25
10%-дық су
Ауа:
ерітіндісі:
бір қалыпты
3
1
NaOH
1200
300
қысыммен
30
10
NaCl
1100

Қаттылдау орталары. Салқындату (сөндіру) ортасы оның бұзылуын болдырмау үшін 550 ... 650 ° C температурада 550 градусқа дейін жоғары суланған аустенит тұрақтылығының төменгі температурасында болуы керек. Керісінше, мартенситикалық трансформация Mn-Mk температура ауқымында, беріктендіру кернеулерін азайту үшін баяу салқындату қажет.
Су жəне су ерітінділері арзан жəне кеңінен бөлінген салқындатқыштар. Олардың артықшылығы - аустенитаның ең төменгі тұрақтылығының аймағында салқындатудың жоғары жылдамдығы, сонымен қатар күйзеліс мартенситикалық трансформация аймағында жоғары салқындату жылдамдығы болып табылады. Оларды пайдалану қатты қабілетін арттырады, бірақ деформациялар мен жарықтар ықтималдығын арттырады. Су көміртекті болаттарды қатайту үшін қолданылады.
Судың қаттылығын байқаған кезде қаттылықтың анық болуы мүмкін. Сұйықтық ретінде, булану жоғары температурасы тұздар мен сiлтiлер сулы ерітінділері, бұл алдын алу үшін. Алайда, суыту жылдамдығы күрт артады, ол сөндіру кернеулерінің үлкен мəнін анықтайды.
Майлар сөндіру кернеулер мен деформациялардың азаюына əкеледі салқындату жылдамдығы ауқымды MH- Mk, айтарлықтай қысқарту қамтамасыз етеді. Алайда, бұл қайта салқындатумен аустенит тұрақтылықтың ең төменгі ауқымында салқындату, Сондықтан жоғары берік емес, көміртек бар легірленген болаттарды сөндіру пайдаланылатын мұнай баяулатады.
Су эмульсия (суға өте аз сұйық тамшылардың құралған эмульсия) мұнай жəне су 30 температурасы ... 40 ° C салқындату жылдамдығын азайтады ... 550 ° C жəне, осылайша, штамм ықтималдығы , сонымен қатар беріктігі төмендейді. Бұл баспа материалы тек бөліктің беткі қабатын қатайту қажет болғанда қатайту үшін қолданылады.
Терең қабілеті бар болаттар үшін бұл бірнеше жылдам салқындату үшін қажет болған, қысыммен өте төмен салқындату жылдамдығын, немесе ауаны қамтамасыз орта тыныш ауаны, қандырып ретінде пайдаланылады. Екі жағдайда да сөндіру кернеуі өте аз.
Металл плиталар астында салқындату да төмен жылдамдықпен жүреді. Мұндай салқындату деформация жоқ жүзінде қамтамасыз түзету мен қатаю қабілеті біріктіреді. температура диапазоны MH- Mk - Бұл технология, мысалы, бірінші жылы-мұнай (650.550°C ауқымында салқындату жеделдету), содан кейін пластиналардың бойынша екі ортада қандырып кезінде болат немесе терең серпімді үшін пайдалануға болады.
Ірі өлшемді бөлшектерді қатайту кезінде су-ауа қоспалары қолданылады. Оларды арнайы саңылаулар арқылы жібереді. Араластың салқындату қабілеті судағы судың мөлшеріне жəне ауа қысымының қарқындылығына байланысты.
Салқындатқыш сұйықтықтар сияқты полимерлердің су ерітінділерін қолдану су мен мұнайдағы салқындату жылдамдығы арасындағы кең ауқымдағы салқындату жылдамдығын өзгертуге мүмкіндік береді. Олар массасы мен беткі қабатының қатаюына қолданылады.
Көптеген құрылымдық болаттар үшін Mn температурасы 170 ... 330°С. Mn нүктесінен сəл жоғары температурада сіңдіру арқылы жүзеге асырылатын олардың изотермиялық сөндіруі үшін тұздардың балқуы қолданылады. Атап айтқанда, 160,650 ° С диапазонында жұмыс істейтін NaNO3 (45%) жəне KNO3 (55%) араласқан қоспасы пайдаланылады.

9. Болатты термомеханикалық өңдеу
Термомеханикалық өңдеу (ТМӨ) металдан жасалған материалдардың механикалық қасиеттерін жоғарылатуға мүмкіндік беретін өңдеудің салыстырмалы жаңа тәсілі болып саналады. Термомеханикалық өңдегенде бір технологиялық процесте илемді деформацияның және термиялық өңдеудің жиынтық операцияларын қатар қолданады. ТМӨ өзіне аустениттік аймаққа дейін қыздыруды, илемді деформацияны және салқындатуды қосады. Термомеханикалық әсер ету тетікте жақсарған механикалық қасиеттері бар құрылымдық күйді алуға мүмкіндік береді.
Илемді деформацияны және фазалық айналымды жақсы үйлестіру тығыздықт жоғарылатуға және металдың кристалдық торының жетілмегендігін біркелкі таратуға мүмкіндік береді.
Термомеханикалық өңдеуді мынадай негізгі 2 түрге бөледі: жоғары температурада термомеханикалық өңдеу (ЖТТМӨ) және төменгі температурада термомеханикалық өңдеу (ТТТМӨ).

Термомеханикалық өңдеудің сұлбасы
а - жоғары температурада ТМӨ; б - төменгі температурада ТМӨ
Бірінші тәсіл бойынша болатты аустенитті құрылымы бар А3 нүктесінен жоғары температурада деформациялайды. Деформация дәрежесі 20 - 30 %-ға тең болады. Деформация осы мөлшерлерден көп болса, механикалық қасиетті төмендететін рекристаллизация дамиды. Деформациядан кейін рекристал-лизацияның дамуына мүмкіндік бермес үшін шынықтыруды тез жүргізеді.
Екінші тәсіл бойынша (аз таралған) болатты аса салқындатылған аустениттері бар температуралық аймақта (аустенит салыстырмалы тұрақты болатын аймақта) деформациялайды. Деформация температурасы Мн нүктесінен жоғары, бірақ та рекристаллизация температурасынан төмен болуы қажет. Әдетте деформация дәрежесі 75 - 90% -ға тең болады. Шынықтыруды деформациядан кейін шапшаң іске асырады.
Шынықтырудан және төменгі босатудан кейін мынадай механикалық қасиеттер алынады: σв = 2000 - 2200 МПа, δ = 3 - 4 %.
Термомеханикалық өңдеуден кейін беріктіктің жоғарылауымен бірге, бір мезгілде илемділік пен қирауға қарсылықтың үлкеюі өте маңызды. Сөйтіп, ТМӨ нәтижесінде илемді деформацияға кедергіні және қирауға қарсылықты жоғарылатуға бір мезгілде сәтті жетуге
болады. Осындай сәттілікке не қоспалаумен, не термиялық өңдеудің негізгі тәсілдерімен жетпейді.
Ең көп беріктенуге (σв = 2600 - 3000 МПа) аса салқындатылған аустенитті деформациялаған кезде, яғни төменгі температурада термомеханикалық өңдеген кезде жетеді. Жоғары температура аймағында деформациялаған кейін (ЖТТМӨ) сонша жоғары беріктік алынбайды (σв = 2200 - 2400 МПа). Бірақ та ЖТТМӨ үлкен илемділік қорын және жақсы құрылымдық беріктікті қамтамасыз етеді, соққы тұтқырлығы мен жарықтың
таралуына қарсылықты (қирау тұтқырлығын) жоғарылатып, суықта сыңғыштық табалдырығын және босату морттығына сезімталдықты төмендетеді. Осымен бірге, жоғары
температураларды қолданғанда деформацияға аз күш жұмсалады. Сондықтан жоғары температурада ТМӨ өте жоғары технологиялығы бар операция болып саналады.

Болатты термомеханикалақ өңдеудің сұлбасы (РТ - рекристаллизациятемпературасы)
а - ЖТТМӨ; б - ТТТМӨ
Термиялық өңдеуден кейін алынатын жоғары механикалық қасиетті, мартенситтегі дислокациялардың үлкен тығыздығымен және 1 - 2-ден 10 - 15о дейін өзара әр бағыттас болатын, микронның үлесіндей мөлшерлері бар жеке субтүйіршіктерге мартенсит
кристалдарының уатылуымен түсіндіруге болады. Деформация кезінде аустенитте қалыптасатын дислокациялық құрылымды шынықтырудан кейін мартенсит иеленеді. Аустенитті деформациялағаннан кейін жүргізілетін шынықтыру, едәуір фрагменттелген және өлшемі бойынша бірдей ұсақ кристалдары бар мартенситті құруға мүмкіндік береді. Жарықтың таралуына жоғары қарсылықты көрсету, қозғалғыш дислокациялардың жоғары тығыздығының арқасында шыңдық кернеулердің деңгейі кіші болатындықпен және едәуір жеңіл релаксацияға түсетіндікпен түсіндіруге болады.
Беріктік қасиетін 10 - 25 % жоғарылатуды болатты мартенситке шынықтырудан кейін, оны мөлшері бойынша кішкентай илемді деформацияға түсіру жолымен жетуге болады. Илемді деформацияның алдында және одан кейін төменгі босатуды жүргізеді.

10. Болатты термиялық өңдегенде пайда болатын
ақаулар
Болатты шынықтырған кезде пайда болуы мүмкін болатын негізгі ақауларға бұйымдағы мынадай жарықтар жатады: ішкі және сыртқы жарықтар, деформациялар және шалыстық.
Жарықтар. Мөлшері бойынша бірінші түрі бар тартатын ішкі кернеулер болаттың жұлып алу кедергісінен артық болса, онда шынықтырған кезде жарықтар пайда болады. Жарықтар Мн нүктесінен төменгі температураларда, жиі салқындатудан кейін пайда болады. Жарықтардың пайда болуына бейімділік, шынықтыру температурасы жоғарылағанда болатта көміртегінің мөлшері 0,8 %-ға дейін артуымен және мартенситтік айналым температуралар аралығында салқындату жылдамдығының өсуімен жоғарылайды.
Осымен бірге, жарықтар бұйымда кернеулерді шоғырланғыштар бар болса пайда болады (мысалы, бұйым қимасының кенет өзгеруі, жергілікті ойықтар, үңгілдер,
шығыңқылықтар, т. б. бар болса).
Жарықтар - түзелмейтін ақаулар. Оларды пайда болғызбау үшін мынаны ұсынған дұрыс: бұйымды құрылымдаған кезде өткір шығыңқылықтардан, үшкірленген бұрыштардан, қалың қимадан жұқа қималарға кенет өтетін жерден, т. б. сақтану қажет; толық қыздырымдалатын тетіктерді мүмкіншілігінше төмен температураларда шынықтыру қажет; екі ортада шынықтыруды және сатылы шынықтыруды қолданып мартенситтік температура аралығында бәсең салқындату қажет;
Деформация және шалыстық. Деформация, яғни бұйымның өлшемі мен пішінінің өзгеруі, термиялық және құрылымдық кернеулердің болаттарды термиялық өңдегенде пайда болуы нәтижесінде жүреді. Термиялық және құрылымдық кернеулер, біркелкі емес салқындатумен және фазалық айналыммен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.