Вид обработки
| Краткое описание
|
Отжиг
(операция нагрева, выдержки при данной температуре и охлаждения заготовок)
| Отжиг первого рода
| Приведение структуры из неравновесного состояния в более равновесное (возврат или отдых, отжиг для снятия внутренних напряжений, диффузионный отжиг).
|
Отжиг второго рода
| Изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек с целью получения равновесных структур (полный, неполный и изотермический отжиги)
|
Возврат стали
| Нагрев до температуры 200-4000С для уменьшения или снятия наклепа. Наблюдается уменьшение искажений в кристаллических решетках и восстановление физико-химических свойств.
|
Рекристаллизационный отжиг
| При температуре 500-5700С. Применяются для заготовок, обработанных под давлением. В результате снижается твердость, а пластичность и ударная вязкость повышается.
|
Диффузионный отжиг (гомогенизация)
| Применяется когда в стальных заготовках имеется внутрикристаллическая ликвиция. Температура 1100-12000С, однако нельзя допускать пережога зерен аустенита, так как кислород воздуха будет окислять железо.
|
Полный отжиг
| Понижается твердость и прочность стали; он связан с фазовой перекристаллизацией при температура точек Ас1 и Ас2. Для заэвтектоидной стали не применяется, так как ухудшает её свойства.
|
Неполный отжиг
| Связан с фазовой перекристаллизацией лишь при температуре точки Ас1; применяют после горячей обработки давлением, когда у заготовок мелкозернистая структура.
|
Отжиг на зернистый перлит
| Служит для повышения пластичности и вязкости стали и уменьшения твердости. Для получения зернистого перлита заготовки нагревают до температуры немного выше точки Ас1
|
Изотермический отжиг
| После нагрева и выдержки заготовки быстро охлаждают до температуры несколько ниже точки Аr1 и выдерживают до полного распада аустенита в перлит, после чего охлаждают на воздухе. Этот отжиг позволяет повысить производительность труда.
|
Нормализация
| Сталь после нагрева охлаждается на воздухе, не в печи. Нагрев ведется до полной кристаллизации (на 30-500С выше Ас3). Твердость и прочность выше чем после отжига.
|
Отпуск стали
| Смягчает действие закалки, снимает остаточные напряжения, повышает вязкость, уменьшает твердость и хрупкость стали. Производится путем нагрева до температуры ниже критической.
При низком отпуске (нагрев до 150-2000С) в структуре в основном остается мартенсит, начинается выделение карбидов железа. Это влечет уменьшение твердости и увеличение вязкости стали, а также уменьшение внутренних напряжений. Заготовки выдерживают в масляных или солевых ваннах. Низкий отпуск применяют для режущего инструмента из углеродистых и легированных сталей, измерительного инструмента, и др. работающих в условиях трения и износа.
При среднем (300-5000С) и высоком (500-7000С) отпуске структура мартенсита переходит в троостит или сорбит. При высоком отпуске повышается прочность, вязкость и пластичность.
Средний отпуск применяют при производстве кузнечных штампов, пружин, рессор, высокий – для деталей, подверженных действию высоких напряжений.
|
Обработка холодом
| Применяется для повышения твердости стали путем перевода остаточного аустенита закаленной стали в мартенсит.
|
Закалка
| Целью закалки является повышение твердости и прочности. Температура нагрева стали: для доэвтектоидной стали на 30-500С выше точки Ас3, для заэвтектоидной – на 30-500С выше точки Ас1.
Скорость охлаждения заготовки при закалке должна быть такой, чтобы получить заданную структуру. Критическая скорость закалки изменяется в широких пределах в зависимости от наличия легирующих компонентов в стали.
Охлаждение струёй воздуха или холодными металлическими плитами дает слабую закалку. Наиболее распространено охлаждение заготовок погружением их в воду.
К дефектам закалки относятся трещины, поводка или коробление и обезуглероживание. Трещины и поводки возникают в результате изменения объема заготовки при нагреве и при резком охлаждении. Коробление возникает от напряжений в результате неравномерного охлаждения. Трещины и коробление предотвращаются предварительным отжигом, равномерным и постепенным нагревом. Обезуглероживание – результат выгорания углерода при высоком и продолжительном нагреве в окислительной среде. Для предотвращения обезуглероживания заготовки нагревают в восстановительной или нейтральной среде 9восстановительное пламя, муфельные печи, нагрев в жидких средах).
|
| Простая закалка в одном охладителе
| Выполняют, погружая в охладитель заготовки до полного охлаждения. Для получения большей глубины закаленного слоя применяют охлаждение при интенсивном обрызгивании.
|
| Прерывистая закалка
| Заготовку охлаждают последовательно в двух средах: первая – охлаждающая жидкость (вода), вторая – воздух или масло.
|
| Ступенчатая закалка
| Заготовку погружают в соляной расплав и охлаждают до температуры выше Мн. Затем заготовку охлаждают на воздухе.
|
| Изотермическая закалка
| Основана на изотермическом распадении аустенита. Охлаждение ведется до температуры 200-3000С в солевом расплаве или масле (200-2500С). По этому методу можно закаливать лишь заготовки диаметром до 8 мм из углеродистой стали, так как они быстро охлаждаются. Большим преимуществом является возможность рихтовки во время инкубационного периода превращения аустенита, когда сталь еще пластична.
|
| Поверхностная закалка
| Нагревается только тонкий поверхностный слой заготовки, а после закалки заготовки имеют твердый поверхностный слой и вязкую сердцевину.
|
| Закалка при помощи газовой горелки
| Кислородно-ацетеленовое пламя горелки с температурой около 32000С быстро нагревает поверхностный слой до температуры выше критической. Вслед за горелкой направляется струя воды, закаливая поверхность.
|
| Закалка токами высокой частоты (по методу В.П. Вологодина)
| Закаливаемая заготовка помещается в индуктор, по которому пропускается ток высокой частоты. Охлаждение производится при обрызгивании водой.
|
Цементация
(поглощение углерода поверхностным слоем заготовки, который после закалки становится твердым; в сердцевине заготовка остается вязкой)
| Цементация твёрдым карбюризатором
| Применяется древесный уголь в смеси с углекислыми слоями – карбонитами. Цементации подвергаются заготовки из углеродистой или легированной стали с содержанием углерода до 0,08%. Заготовки помещаются в стальные цементационные ящики, засыпаются карбюризатором, покрываются крышками, помещаются в печь на 5-10 часов при температуре 930-9500С. Глубина цементации 0,5-3 мм.
|
Газовая цементация
| В качестве карбюризатора выступают различные газы и газовые смеси (природный, светильный и др.). Цементацию выполняют в герметически закрытых безмуфельных или муфельных печах непрерывного действия при температуре 900-9500С и непрерывном потоке цементирующего газа. Преимущество – двух-трехкратное ускорение процесса, чистота рабочего места, возможность лучшего управления процессом.
|
Азотирование
| Цель – придание поверхностному слою детали высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости. Проводят в печах при температуре 500-6000С. Глубина 0,2-0,5 мм. Продолжительность 25-60 часов. Преимущества: температура нагрева низкая. Твердость высокая, большее сопротивление усталости и меньшая хрупкость.
|
Цианирование (насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом)
| Жидкостное
| Производится в ваннах с расплавами цианистых солей. Низкотемпературное (550-6000С) применяют для инструментов из быстрорежущей стали. Высокотемпературное (800-8500С) осуществляется в ваннах с расплавами цианистых солей. Глубина – 0,2-0,5 мм (5 мин – 1 час)
|
Газовое
| Осуществляется цементирующем газом и аммиаком. Низкотемпературное (550-6000С) применяют для инструментов из быстрорежущей стали; в сталь диффундирует азот. При высокотемпературном (800-8500С) цианировании в сталь диффундирует углерод.
|
Диффузионная металлизация
| Алитирование
| Поверхностное насыщение стальных и чугунных заготовок алюминием с образованием твердого раствора алюминия в железе. В результате значительно повышается жаростойкость стали. Алитируют при температура 9200С в течении 3 часов, глубина 0,5 мм.
|
Хромирование
| Производится в порошковых смесях, смоченных соляной кислотой (или в газовой среде). Хромируют стали с малым содержанием углерода. В результате повышается вязкость, коррозионная стойкость, незначительно повышается твёрдость. Это позволяет заменить детали из дефицитной высокохромовой стали.
|
Силицирование
| Процесс насыщения стальных заготовок кремнием, обеспечивающее стойкости против коррозии и эрозии в морской воде, азотной, серной и соляной кислотах. Применяется для деталей, используемых в химической промышленности.
|