При изотермической закалке (рис. 3.11, 4) заготовки выдерживают до полного распада аустенита в среде с температурой, обеспечивающей получение требуемой структуры, например, троостита.
В ряде случаев, когда требуются твердая поверхность и способность воспринимать ударные нагрузки, ведут закалку с самоотпуском.
При высокой температуре в результате взаимодействия металлов и сплавов с воздушной средой происходят нежелательные явления окисления и обезуглероживания. Окисление - это образование непрочных оксидов железа и других элементов с кислородом воздуха, а обезуглероживание –выгорания углерода в поверхностном слое. Нагрев в среде инертных газов, специальных контролируемых газовых средах или в расплавах солей и металлов позволяет избежать этих нежелательных явлений.
Охлаждающие среды играют важную роль при термической обработке. Так, например, при закалке используют воду, масло, водомасляные эмульсии, водные растворы солей. Наиболее простой закалочной средой является вода, однако она обладает высокой охлаждающей способностью в области мартенситного интервала и может вызвать повышенные внутренние напряжения и образование трещин.
Масло обладает более низкой охлаждающей способностью, поэтому чаще применяется для легированных сталей, имеющих более высокую прокаливаемость, чем углеродистые стали.
Предпочтительны такие закалочные среды, которые обладают высокой охлаждающей способностью в области значений температуры наименьшей устойчивости аустенита (500…650 ºС) и пониженной в области мартенситного превращения (£ 300 ºС).
Вид термической обработки заготовок назначают в зависимости от их требуемых свойств. Так, например, для обеспечения хорошей обрабатываемости резанием стальные заготовки подвергают отжигу II рода или улучшению. Такие операции проводятся в том случае, если восстанавливаемые детали ранее проходили упрочняющую обработку и имеют высокую твердость и плохо обрабатываются резанием. После такой термической обработки проводят обработку резанием, последующие наплавку или напыление.
Для снятия внутренних остаточных напряжений и предотвращения образования трещин после операций нанесения покрытий, если эти операции сопровождались значительным вложением тепла в заготовку в неравновесных условиях (сварки, наплавки и др.) необходим отжиг I рода. При этом, особенно для легированных сталей склонных к образованию неравновесных закалочных структур и повышенной хрупкости, отжиг I рода проводят сразу после сварочных или наплавочных операций для снятия внутренних напряжений.
С целью полной или частичной релаксации внутренних напряжений проводят также отжиг, уменьшающий напряжения после восстановления деталей осаждением металлов и сплавов электрохимическим способом.
Как правило, во второй половине процесса восстановления детали перед ее окончательной механической обработкой ее подвергают упрочняющей термической обработке (закалке).
3.4.3. Химико-термическая обработка
Химико-термическая обработка (ХТО) сочетает тепловое воздействие с диффузионным насыщением поверхности металлов и сплавов одним или несколькими химическими элементами. Она позволяет получать в поверхностном слое заготовки сплав практически любого состава, обеспечивая этим комплекс необходимых свойств. Диффузионное насыщение при нагреве возможно в тех случаях, когда насыщающий и насыщаемый компоненты взаимодействуют, т.е. образуют твердые растворы или химические соединения. Повышение температуры ХТО экспоненциально повышает скорость диффузионных процессов.
Науглероживание (цементация) является одним из наиболее распространенных процессов ХТО. Поверхностный слой стали насыщают углеродом с последующей закалкой и низким отпуском с целью повышения его твердости, износостойкости и усталостной прочности. Цементации подлежат углеродистые и легированные стали, содержащие до 0,25 % С (так называемые цементируемые стали – 10, 15, 20, 20Х, 20ХГТ и др.). После науглероживания содержание углерода в поверхностном слое достигает 0,8…1,0 %.
Науглероживание проводят в твердых, жидких и газообразных средах (карбюризаторах). В ремонтном производстве наиболее распространена цементация в твердом карбюризаторе.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.