• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Види та способи гартування.

Гартування. Загальна характеристика

Гартування (гарт) - термічна обробка матеріалів, що полягає в нагріванні і подальшому швидкому охолоджуванні з метою фіксації високотемпературного стану матеріалу або запобігання (усунення) небажаних процесів, що відбуваються при повільному охолоджуванні. В результаті гартування, як правило, утворюється не врівноважена структура.

Температурний режим гартування включає:

 нагрів сплаву до температури фазового перетворення;

 витримку при заданій температурі нагрівання;

 швидке охолоджування (охолоджуючі середовища - вода, масло, розплавлені солі, повітря і ін.).

Область застосування гартування - матеріали (в основному, сплави), що мають перетворення в твердому стані (змінна розчинність, поліморфні перетворення твердих розчинів, розпад високо - температурного твердого розчину по евтектичній реакції і ін.).

Гартування істотно впливає на властивості матеріалів. Так в сплавах воно змінює фізичні, механічні і хімічні властивості: збільшуються міцність, крихкість, питомий електроопір, коерцитивна сила, зростає корозійна стійкість.

При гартуванні особливо сильно змінюються сплави, що зазнають в рівноважних умовах евтектоїдне перетворення. Міцність зростає або унаслідок мартенситного механізму фазового перетворення, або унаслідок пониження температури евтектоїдної реакції, що приводить до подрібнення кристалів фаз, утворюючих евтектоїдну суміш.

Існує декілька видів та способів гартування. Вони різняться технологією та температурним режимом нагрівання і охолодження, фазовими та структурними змінами, характером дії та інше. Розрізняють об'ємне та поверхневе гартування.

Найбільш широке застосування отримало гартування в одному охолоджувачі – безперервне або повне гартування. Для невеликих деталей складної форми і при необхідності зменшення деформації використовують ступінчате та ізотермічне гартування (рис. 12. а, б,).

Рисунок 12. – Схеми гартування: а – ступінчате, б – ізотермічне.

При ступінчастому гартуванні вироби після нагрівання спочатку коротко охолоджують з критичною швидкістю, а надалі на повітрі, при цьому вирівнюється температура по перерізу виробу, зменшуються об'ємні напруження, уникає можливість утворення гартувальних тріщин, викривлення форми. Ізотермічне гартування аналогічне і відрізняється не принципово.

Поверхневе гартування виробів, на відміну від об'ємного, дозволяє зміцнювати тільки поверхневий шар на певну глибину. Його можна проводити двома способами. В одному випадку нагрівають тільки поверхневий шар, який потім гартують при охолоджуванні. В іншому нагрівають весь виріб, але при гартуванні охолоджують тільки поверхневий шар із швидкістю більше критичної. Поверхневе гартування здійснюють індукційним способом, струмом високої частоти, плазмовим чи лазерним променем.

4. Відпущення.

Термін "відпущення" звичайно використовують стосовно сталей і іншим сплавам, що зазнають при гартуванні поліморфне перетворення (двофазна алюмінієва бронза, деякі сплави на основі титана та ін.).

Термін "старіння", частіше всього, використовують стосовно сплавів, що не зазнають при гартуванні поліморфного перетворення (сплави на основі алюмінію, аустенітні сталі, нікелеві сплави і ін.).

Відпущення і штучне старіння - термічна обробка загартованих сплавів (головним чином стали), що включає нагрівання нижче 0,4 Тпл, витримку і охолоджування. Швидкість охолоджування не впливає на структуру і властивості сплавів. Мета - досягнення оптимального поєднання міцності, пластичності і ударної в'язкості.

При відпущенні і штучному старінні в заздалегідь загартованих сплавах нагрів викликає процеси розпаду пересиченого твердого розчину (метастабільної фази), в результаті яких відбуваються фазові перетворення.

Відпущення і штучне старіння в 2...3 рази підвищують такі властивості сплаву як твердість, міцність, коерцитивну силу, питомий електричний опір і ін.

9.5. Термомеханічна обробка.

Термомеханічна обробка – це сукупність операцій деформації, нагріву і охолодження, в результаті яких формування остаточної структури і властивостей матеріалу відбувається в умовах збільшеної щільності і оптимального розподілу дефектів будови, створених пластичною деформацією.

В залежності від температури, при яких здійснюють деформацію і температури рекристалізації металу розрізняють високотемпературну (ВТМО) і низькотемпературну (НТМО) термомеханічну обробку.

При ВТМО сплав нагрівають до температур фазових перетворень у твердий розчин і деформують зі ступенем пластичної деформації 30 – 50%. Після деформації одразу проводять гартування, щоб уникнути розвитку рекристалізації.

По другому способу НТМО, сплав деформують в температурній зоні нижчій за температуру рекристалізації і фазових перетворень, ступінь пластичної деформації складає 75 – 95%. Гартування проводять одразу після деформації і виконують обов’язкове низькотемпературне відпущення.

ТМО дозволяє одночасно отримати дуже високу міцність з забезпеченням гарної пластичності. Також при цьому підвищується ударна в’язкість, тріщиностійкість, знижується поріг холодноламкості і крихкість.

6. Хіміко-термічна обробка.

Хіміко-термічна обробка (ХТО) – термічна обробка металів та сплавів в хімічно активних середовищах для зміни хімічного складу, структури і властивостей в поверхневих шарах.

Механізм ХТО включає:

утворення в оточуючому середовищі (чи в окремому об’ємі) високої концентрації дифундуючого елемента в атомарному (іонізованому) стані;

адсорбцію атомів (іонів) на поверхні матеріалу з утворенням хімічних зв’язків між іонами дифундуючого елемента і основного сплаву;

дифузію адсорбованих атомів від поверхні в глибину оброблюваного матеріалу.

Концентрація активного елементу зменшується від поверхні в глибину металу. При цьому утворюється міцний легований поверхневий шар з поступовим переходом до основного металу.

Технологія ХТО найбільш результативна у випадку, коли дифундуючий елемент і основний метал взаємодіють з утворенням хімічних з'єднань чи твердих розчинів.

ХТО обробку металів класифікують: по виду дифундую чого елемента і по способу дифузійного насичення.

В залежності від насичуючого елементу виділяють такі види ХТО:

цементація – насичення вуглецем – дозволяє збільшити працездатність виробів, що в процесі експлуатації витримують значні статичні, динамічні і перемінні навантаження а також абразивне зношення;

азотування – азотом – підвищує твердість поверхневого шару (більш ніж цементація), його зносостійкість, границю витривалості і опір корозії в таких середовищах як пар, повітря, вода;

нітроцементація – вуглецем і азотом одночасно;

борірування – бором в певних середовищах – підвищує жаростійкість,

корозійну стійкість, зносостійкість і твердість;

силіціювання – кремнієм – збільшення корозійної стійкості в морській

воді, азотній, сірчаній та соляній кислотах;

алітірування – алюмінієм – для збільшення корозійної стійкості, та окалиностійкості;

цинкування – цинком – для збільшення стійкості в атмосфері, воді, бензині та інших середовищах;

нікелювання – нікелем – забезпечує підвищену стійкість проти газової корозії, окалиностійкість, високу корозійну стійкість та зносостійкість;

хромування – хромом (аналогічно нікелюванню).

По способу дифузійного насичення застосовують:

занурення в розплав;

насиченням з розплавлених солей з електролізом чи без нього;

насичення з сублімованої фази шляхом випаровування;

насиченням з газової фази.

Хіміко-термічна обробка заклечається в нагріванні виробів до заданої температури і твердому, газовому чи рідкому середовищі, що легко виділяє дифундуючий елемент в атомарному стані, витримці при цій температурі та охолодженні з визначеною швидкістю.

На відзнаку від термічної обробки ХТО змінює не тільки структуру, але й хімічний склад поверхневих шарів сплаву, що дозволяє в більш широких межах змінювати властивості сплавів.

Хіміко-термічна обробка дозволяє збільшити поверхневу міцніть, твердість, опір поверхні ударнім навантаженням, зносостійкість, корозійну стійкість, окалиностійкість, жаростійкість.

Читайте також:

1. Безстатеве розмноження, його визначення та загальна характеристика. Спори — клітини безстатевого розмноження, способи утворення і типи спор.
2. Біологічні способи лікування ран.
3. Валютний курс і способи його визначення
4. Варіанти і способи вимірювань характеристик телефонних каналів
5. Види і способи вибіркового спостереження.
6. Види середніх величин та способи їх обрахування.
7. Види середніх величин та способи їх обрахування.
8. Види середніх і способи їх обчислення
9. Види та способи здійснення посягань на територіальну цілісність.
10. Види цивільно-правових договорів в “Руській Правді”, способи їх укладення.
11. Види, форми і способи спостереження.

Переглядів: 6371