• Ce poți găti din calmar: rapid și gustos

    Timp de citire: 8 minute.

    Tratarea termică a unui metal îi schimbă caracteristicile. Oțelul călit îl face mai dur și mai puternic. În unele cazuri, tratamentul termic este efectuat pentru a rafina boabele și a nivela structura. O tehnologie simplă de încălzire și răcire rapidă pentru piesele mici se poate face acasă. Este necesar să se cunoască calitatea oțelului și temperatura lui de încălzire pentru călire.

    Călirea oțelului

    Ce este întărirea metalelor?

    Un tip de tratament termic este călirea metalelor. Constă din mai multe etape efectuate într-o anumită secvență:

    1. Încălzirea metalului la o anumită temperatură. Timp de repaus pentru nivelare pe toată adâncimea piesei.
    2. Răcire rapidă.
    3. Revenirea pentru a elimina stresul și pentru a corecta duritatea la o valoare specificată.

    În timpul procesului de fabricație, piesele complexe pot suferi mai multe tipuri diferite de întărire.

    În funcție de adâncimea tratamentului, întărirea este împărțită în două tipuri:

    • volumetric;
    • superficial.

    Practic, în inginerie mecanică, se folosește tratamentul termic volumetric, atunci când piesa este încălzită la toată adâncimea ei. Ca urmare a răcirii bruște, după terminarea tratamentului termic, duritatea în interior și în exterior diferă doar cu câteva unități.

    Întărirea la suprafață este utilizată pentru piesele care trebuie să fie dure deasupra și ductile în interior. Inductorul încălzește oțelul la o adâncime de 3–20 mm și imediat în spatele lui se află un pulverizator care toarnă apă pe metalul fierbinte.

    Oțelul este încălzit până la starea de austenită. Fiecare marcă are propria sa temperatură, determinată din tabelul cu starea aliajelor fier-carbon. În timpul răcirii bruște, carbonul rămâne în interiorul bobului și nu intră în spațiul intercristalin. Transformarea structurii nu are timp să se producă și structura internă conține perlit și ferită. Granulele devine mai fine, metalul însuși devine mai dur.

    Ce oțeluri pot fi călite?

    Când sunt încălzite și răcite rapid, în toate oțelurile apar modificări interne ale structurii. Duritatea crește numai cu conținutul de carbon mai mare de 0,4%. St. 35 conform GOST are 0,32 - 0,4%, ceea ce înseamnă că se poate „încălzi” - schimbă ușor duritatea dacă carbonul este situat la limita superioară.

    Oțelurile care încep de la CT45 și cu un conținut mai mare de carbon sunt considerate călitabile. În același timp, este posibilă călirea oțelului inoxidabil cu conținut scăzut de carbon, tip 3X13. Cromul și alte elemente de aliere îl înlocuiesc în rețeaua cristalină și măresc întăribilitatea metalului.

    Otelurile carbon inalt aliate contin substante care accelereaza procesul de racire si cresc capacitatea otelului de a se intari. Acestea necesită un sistem complex de răcire în trepte și o temperatură ridicată.

    Temperatura și viteza de încălzire

    Temperatura de încălzire pentru călire crește odată cu conținutul de carbon și substanțe de aliere din oțel. Pentru St45 este, de exemplu, 630–650⁰, St 90HF - mai mult de 800⁰.

    Oțelurile cu conținut ridicat de carbon și aliate ridicate, atunci când sunt încălzite rapid, pot „crapa” - formează mici fisuri la suprafață și în interior. Sunt încălzite în mai multe etape. La temperaturi de 300⁰ și 600⁰ se face expunerea. Pe lângă egalizarea temperaturii pe toată adâncimea, există o schimbare structurală în rețeaua cristalină și o tranziție la alte tipuri de structură internă.

    Proprietățile oțelului după călire

    După întărirea pieselor, apar modificări structurale care afectează specificatii tehnice metal:

    • crește duritatea și rezistența;
    • cerealele scade;
    • flexibilitatea și ductilitatea scade;
    • fragilitatea crește;
    • rezistența la abraziune crește;
    • rezistența la rupere scade.

    Este ușor să obțineți o clasă înaltă de curățenie pe suprafața unei piese întărite. Oțelul brut nu măcina, se târăște și mai departe.

    Tipuri de călire a oțelului

    Principalii parametri pentru călirea oțelului: temperatura de încălzire și viteza de răcire. Ele depind complet de calitatea oțelului - conținutul de carbon și substanțele de aliere.

    Întărire într-un singur mediu

    La călirea oțelului, mediul determină viteza de răcire. Cea mai mare duritate se obține atunci când piesa este scufundată în apă. În acest fel puteți încălzi oțeluri slab aliate cu carbon mediu și unele oțeluri inoxidabile.

    Dacă metalul conține mai mult de 0,5% carbon și elemente de aliere, atunci când este răcit în apă, piesa se va crăpa - va deveni acoperită cu fisuri sau se va prăbuși complet.

    Oțelurile înalt aliate își măresc duritatea chiar și atunci când sunt răcite în aer.

    La călirea în apă, oțelul aliat este încălzit la 40-60⁰. Lichidul rece va sări de pe suprafața fierbinte, formând o cămașă de abur. Viteza de răcire va fi redusă semnificativ.

    Întărirea treptei

    Călirea oțelurilor cu compoziție complexă poate fi efectuată în mai multe etape. Pentru a accelera răcirea pieselor mari din oțeluri înalt aliate, acestea sunt mai întâi scufundate în apă. Timpul de rezidență al piesei este determinat de câteva minute. După aceasta, stingerea continuă în ulei.

    Apa răcește rapid metalul de la suprafață. După aceasta, piesa este scufundată în ulei și se răcește la temperatura critică a transformărilor structurale de 300–320⁰. Răcirea ulterioară se efectuează în aer.

    Dacă încălzești părți masive numai în ulei, temperatura din interior va încetini răcirea și va reduce semnificativ duritatea.

    Întărire izotermă

    Este dificil să se întărească metalul cu conținut ridicat de carbon, în special sculele din oțel pentru scule - topoare, arcuri, dalte. Când se răcește rapid, în el se formează tensiuni puternice. Revenirea la temperatură ridicată îndepărtează o parte din duritate. Întărirea se realizează în etape:

    1. Normalizare pentru îmbunătățirea structurii.
    2. Încălzire până la temperatura de întărire.
    3. Se scufundă într-o baie de salpetru, se încălzește la 300–350⁰ și se înmoaie în ea.

    După întărirea într-o baie de salpetru, călirea nu este necesară. Tensiunile sunt eliberate în timpul răcirii lente.


    Întărire izotermă

    Intarire usoara

    Nu există un termen tehnic pentru „întărire la lumină”. Când oțelurile aliate sunt stinse, inclusiv încălzirea, în vid sau gaze inerte, metalul nu se întunecă. Întărirea într-un mediu cu gaz de protecție este costisitoare și necesită echipament special separat pentru fiecare tip de piesă. Este utilizat numai pentru producția în masă a aceluiași tip de produs.

    Într-un cuptor vertical, piesa este încălzită, trecând printr-un inductor și imediat coborâtă dedesubt - într-o baie de sare sau nitrat. Echipamentul trebuie sigilat. După fiecare ciclu, aerul este pompat din el.

    Întărire cu autocalare

    În timpul răcirii rapide în timpul procesului de întărire a oțelului, căldura rămâne în interiorul piesei, care iese treptat și eliberează materialul - eliberând stresul. Auto-revenirea poate fi realizată doar de specialiști care știu cât de mult timp rămâne o piesă în lichidul de răcire poate fi redus.

    Autocalarea se poate face acasă dacă trebuie să creșteți ușor duritatea elementelor de fixare sau a pieselor mici. Este necesar să le așezați pe material termoizolant și să acoperiți cu azbest deasupra.

    Metode de răcire în timpul călirii

    Metodele de răcire a metalului în timpul călirii cu apă și ulei sunt utilizate pe scară largă în industrie. Cea mai veche compoziție pentru întărirea săbiilor și a altor obiecte cu pereți subțiri este soluția salină. Călirea a fost efectuată de fierari folosind căldura de forjare și căldura generată de deformare.

    Sabii roșii, săbii, cuțite au fost scufundate în urina băieților cu părul roșu. În Europa au fost pur și simplu blocați în corpurile sclavilor vii. Compoziția coloidală care conține săruri și acizi a făcut posibilă răcirea oțelului la o viteză optimă și să nu creeze tensiuni și plumb inutile.

    În prezent, se folosesc diverse soluții de sare de sodiu, salpetru și chiar așchii de plastic.

    Cum să întăriți oțelul acasă

    Decizia cu privire la modul de încălzire a metalului se ia pe baza mai multor parametri:

    • clase de oțel;
    • duritatea necesară;
    • modul de funcționare al piesei;
    • dimensiuni

    Nu toate metodele de tratament termic sunt disponibile amatorilor. Ar trebui să le alegeți pe cele mai simple. Cel mai adesea, acasă, trebuie să întăriți oțelul inoxidabil atunci când faceți cuțite și alte unelte de tăiat acasă.

    Temperatura de întărire a oțelurilor cu conținut de crom este de 900–1100⁰C. Încălzirea trebuie verificată vizual. Metalul trebuie să aibă o culoare portocalie deschisă - galben închis, uniformă pe toată suprafața.

    Puteți scufunda un oțel inoxidabil subțire în apă fierbinte, ridicându-l în aer și coborându-l din nou. Cu cât conținutul de carbon este mai mare, cu atât oțelul petrece mai mult timp în aer. Un ciclu durează aproximativ 5 secunde.

    Oțelurile simple sudabile sunt încălzite până la o culoare vișinie și răcite în apă. Materialele din aliaje medii trebuie să aibă o culoare roșie înainte de scufundarea în apă. După 10-30 de secunde, se transferă în ulei, apoi se introduc la cuptor.

    La călire se obține duritatea maximă pe care o conferă oțelul cu această tehnologie. Apoi se reduce la valoarea cerută prin revenire la temperatură ridicată.


    Întărire acasă

    Echipamente

    Metalul este încălzit în diferite moduri. Trebuie doar să rețineți că temperatura de ardere a lemnului nu poate asigura încălzirea metalului.

    Dacă trebuie să îmbunătățiți calitatea unei părți, aprindeți focul. Trebuie căptușit cu cărămizi în jurul perimetrului și, după așezarea piesei de prelucrat, închis parțial deasupra, lăsând goluri pentru accesul aerului. Este mai bine să arzi cărbune.

    O zonă separată și o mică parte sunt încălzite cu un arzător cu gaz și kerosen, rulând constant flacăra și încălzind-o din toate părțile.

    Realizarea unui cuptor cu mufă necesită mult timp și resurse. Este recomandabil să-l construiți pentru utilizare constantă.

    Lichidul de răcire poate fi într-o găleată sau orice alt recipient care va asigura imersiunea completă a piesei cu o grosime a uleiului de cele 5 secțiuni cele mai mari ale piesei:

    • o parte sub produsul întărit;
    • două deasupra.

    Piesa trebuie mutată încet în lichidul de răcire. În caz contrar, se va forma o jachetă de abur.

    Auto-producție a unei camere pentru călirea metalului

    Cea mai simplă aparență a unui cuptor cu mufă este făcută din cărămidă refractară, argilă refractară și azbest:

    1. Înfășurați sârmă de cupru pe dorn. Pentru tensiunea de acasă, este potrivită o secțiune transversală de 0,8 mm. Lăsați capete lungi.
    2. Așezați spirala în interiorul cărămizilor și fixați-o cu lut, acoperind întreaga suprafață interioară.
    3. Faceți un palet în interior - o platformă pentru plasarea pieselor de prelucrat. Pentru a face acest lucru, trebuie să amestecați argila cu azbest.
    4. Materialul termoizolant poate fi amplasat și în exterior, reducând transferul de căldură al pereților.
    5. Conectați capetele firului la fire cu un dop.
    6. În spate, sigilați ermetic orificiul dintre cărămizi.
    7. Construiți un capac în față care se va deschide.

    Toate materialele trebuie să se usuce la temperatura camerei. Acest lucru va dura câteva zile. Apoi puteți așeza piesa pe materialul izolator și o puteți încălzi.

    Defecte la călirea oțelului

    La călirea oțelului, apar 2 grupuri de defecte:

    • corectabil;
    • incorigibil.

    Primele sunt asociate cu întărirea neuniformă, neregulată și cu discrepanța dintre duritatea rezultată și cerințele din desen. Astfel de defecte sunt cauzate în principal de răcirea necorespunzătoare sau de un tratament termic prost efectuat.

    Elementele care nu pot fi corectate includ așchii, fisuri și distrugerea completă a pieselor. Motivul constă cel mai adesea în metalul de calitate scăzută.

    Întărirea modifică semnificativ structura și proprietățile de performanță ale metalului. O poți face singur folosind piese simple. Este necesar să se cunoască exact calitatea oțelului, temperatura lui de întărire și mediul de răcire.

    Cuptoare de încălzire. Pentru tratamentul termic, cuptoarele utilizate în magazinele termice sunt împărțite după cum urmează.

    1. Conform caracteristicilor tehnologice, universal pentru recoacere, normalizare și revenire înaltă, scop special pentru încălzirea pieselor similare.

    2. Dupa temperatura acceptata: temperatura scazuta (pana la 600°C), temperatura medie (pana la 1000°C) si temperatura ridicata (peste 1000°C).

    3. După natura încărcării și descărcarii: cuptoare cu focar fix, cu focar retractabil, lift, tip clopot, multicameral.

    4. După sursa de căldură: păcură, gaz, electric B în ultima vreme Cuptoarele pe gaz și electrice au devenit larg răspândite.

    5. Sobe de baie, plumb, sare și altele. Încălzirea pieselor în băile de plumb și sare este uniformă și mai rapidă decât în ​​cuptoare.

    6. Instalatii de incalzire: pentru incalzirea pieselor HDTV, pentru incalzirea prin contact electric etc.

    7. În funcție de mediul în care sunt încălzite piesele, se disting cuptoarele cu atmosferă de aer (oxidantă) și cele cu atmosferă controlată sau de protecție (neoxidantă). Atmosferele controlate sunt amestecuri de gaze în care gazele se neutralizează reciproc în timpul încălzirii și, prin urmare, previn oxidarea pieselor.

    Temperatura de încălzire joacă un rol dominant și pentru fiecare tip de tratament termic, în funcție de compoziția chimică, se determină din diagrama de fază fier-cementită (Fig. 6.3). În practică, temperaturile de încălzire sunt selectate din tabelele de referință.

    Timpul de încălzire (rata de încălzire) depinde de mulți factori: compoziția chimică a oțelului, dimensiunea și forma produselor, poziția relativă a produsului în cuptor etc.

    Cu cât sunt mai multe elemente de carbon și aliaje în oțel și cu cât configurația produsului este mai complexă, cu atât încălzirea ar trebui să fie mai lentă. Cu încălzirea rapidă, datorită intervalului mare de temperatură a suprafeței și a miezului, apar tensiuni interne mari în produs , care poate provoca deformarea piesei și fisuri.

    De obicei, produsele sunt încărcate într-un cuptor încălzit la o temperatură dată. În acest caz, timpul de încălzire poate fi determinat folosind formula Prof. A.P. Gulyaeva:

    unde D este dimensiunea minimă a secțiunii maxime în mm;

    K 1 este coeficientul de formă, care are următoarele valori: pentru o bilă -1, pentru un cilindru -2, un paralelipiped - 2,5, o placă - 4;

    K 2 este coeficientul mediului, care atunci când este încălzit în sare este 1, în plumb - 0,5, în mediu gazos - 2,

    K 3 - coeficient de uniformitate a încălzirii (Tabelul 6.1)

    Fig.6.3. Zone de temperatură pentru diferite tipuri de tratament termic

    Timp de retinere. Cu orice tip de tratament termic, după ce produsul atinge temperatura specificată, expunerea este necesară pentru a avea loc modificări structurale complete. Timpul de păstrare depinde de dimensiunea pieselor, metoda de încălzire, calitatea oțelului și tipul de tratament termic. Tabelul 6.2 oferă date despre determinarea timpului de păstrare pentru oteluri carbon.

    Timpul total de încălzire va fi determinat de formula:

    unde τ Н este timpul de încălzire în minute; τ B — timp de menținere în min.

    Pe lângă metoda de calcul, se folosesc adesea date experimentale Astfel, pentru 1 mm de secțiune transversală sau grosime a unui produs din oțeluri hipoeutectoide, durata de încălzire în cuptoarele electrice este considerată a fi τ H = 45-75 s. Durata expunerii la o anumită temperatură este adesea luată ca τ B = (0,15+0,25) τ N. Pentru unelte din oțel carbon (0,7-1,3% C) se recomandă pentru 1 mm din cea mai mică secțiune τ B = 50 -80 s, iar din oțel aliat τ B = 70-90 s.

    Viteza de răcire. În fiecare tip de tratament termic, scopul final este obținerea structurii adecvate. Acest lucru se realizează prin viteza de răcire, care este determinată de tipul de tratament termic. Tabelul 6.3 prezintă ratele de răcire pentru diferite tipuri de tratament termic.

    Valorile coeficientului K 3 în funcție de locația produselor în cuptorul de încălzire

    Timp de menținere a tratamentului termic

    Viteze de răcire la diverse tipuri tratamente termice pentru oteluri carbon

    Nu ați găsit ceea ce căutați? Utilizați căutarea:

    Cele mai bune vorbe: Un student este o persoană care amână constant inevitabilul. 10179 — | 7217 - sau citește tot.

    întărire- un tip de tratament termic al materialelor (metale, aliaje metalice, sticla), care consta in incalzirea acestora mai sus punct critic(temperatura de modificare a tipului rețelei cristaline, adică transformarea polimorfă, sau temperatura la care fazele existente la temperaturi scăzute se dizolvă în matrice), urmată de răcire rapidă. Călirea metalului pentru obținerea de locuri libere în exces nu trebuie amestecată cu călirea convențională, care necesită posibile transformări de fază în aliaj. Cel mai adesea, răcirea se efectuează în apă sau ulei, dar există și alte metode de răcire: într-un strat pseudo-fierbe de lichid de răcire solid, un curent de aer comprimat, ceață de apă, într-un mediu de stingere polimer lichid etc. Un material care a fost stins capătă o duritate mai mare, dar devine casant, mai puțin ductil și mai puțin vâscos dacă se efectuează mai multe repetiții de încălzire și răcire. Pentru a reduce fragilitatea și pentru a crește ductilitatea și tenacitatea după călire cu o transformare polimorfă, se utilizează călirea. După întărire fără transformare polimorfă se aplică îmbătrânirea. În timpul călirii, există o scădere ușoară a durității și rezistenței materialului.

    Tensiunile interne sunt atenuate vacanţă material. În unele produse, întărirea se efectuează parțial, de exemplu, la fabricarea katanelor japoneze, numai tăișul sabiei este întărit.

    O contribuție semnificativă la dezvoltarea metodelor de întărire a fost adusă de Dmitri Konstantinovici Chernov. El a fundamentat și a demonstrat experimental că pentru a obține oțel calitate superioară Factorul decisiv nu este forjarea, așa cum se presupunea anterior, ci tratamentul termic. El a determinat efectul tratamentului termic al oțelului asupra structurii și proprietăților acestuia. În 1868, Cernov a descoperit punctele critice ale transformărilor de fază în oțel, numite puncte Chernov. În 1885, a descoperit că întărirea se poate face nu numai în apă și ulei, ci și în medii fierbinți. Această descoperire a inițiat utilizarea călirii în trepte și mai târziu studiul transformării izoterme a austenitei.

    Tipuri de întărire [editare | edita cod]

    Prin transformare polimorfă

    • Călire cu transformare polimorfă, pentru oțeluri
    • Întărire fără transformare polimorfă, pentru majoritatea metalelor neferoase.

    Prin temperatura de încălzire Complet - materialul este încălzit la 30 - 50°C deasupra liniei GS pentru oțel hipoeutectoid și linia eutectoid, hipereutectoid PSK, în acest caz oțelul capătă structura de austenită și austenită + cementită. Incomplet - încălzirea se efectuează deasupra liniei diagramei PSK, ceea ce duce la formarea de faze în exces la sfârșitul întăririi. Călirea parțială este de obicei utilizată pentru oțelurile pentru scule.

    Stimularea mediilor [editare | edita cod]

    La stingere, pentru a suprarăci austenita la temperatura de transformare martensitică, este necesară o răcire rapidă, dar nu pe întregul interval de temperatură, ci numai în intervalul de 650-400 °C, adică în intervalul de temperatură în care austenita este cel mai puțin stabilă și cel mai rapid. se transformă în amestec de cementită. Peste 650 °C, viteza de transformare a austenitei este scăzută și, prin urmare, amestecul în timpul călirii poate fi răcit în acest interval de temperatură lent, dar, desigur, nu atât de mult încât să înceapă precipitarea feritei sau transformarea austenitei în perlit.

    Mecanismul de acțiune al mediilor de stingere (apă, ulei, medii de stingere apă-polimer, precum și răcirea pieselor în soluții de sare) este următorul. În momentul în care produsul este scufundat în mediul de stingere, în jurul acestuia se formează o peliculă de abur supraîncălzit prin stratul acestei cămașe de abur, adică relativ lent; Când temperatura suprafeței atinge o anumită valoare (determinată de compoziția lichidului de stingere), la care mantaua de abur se rupe, lichidul începe să fiarbă pe suprafața piesei, iar răcirea are loc rapid.

    Prima etapă de fierbere relativ lentă se numește etapa de fierbere a filmului, a doua etapă de răcire rapidă este etapa de fierbere nucleată. Când temperatura suprafeței metalului este sub punctul de fierbere al lichidului, lichidul nu mai poate fierbe și răcirea va încetini. Această etapă se numește transfer de căldură convectiv.

    Metode de întărire [editare | edita cod]

    • Stingere într-un singur răcitor- o parte încălzită la anumite temperaturi este scufundată într-un lichid de stingere, unde rămâne până se răcește complet. Această metodă este utilizată la călirea pieselor simple din oțeluri carbon și aliate.
    • Întărire intermitentă în două medii- această metodă este utilizată la călirea oțelurilor cu conținut ridicat de carbon. Piesa este mai întâi răcită rapid într-un mediu de răcire rapidă (de exemplu apă), apoi într-un mediu de răcire lent (ulei).
    • Întărire cu jet constă în pulverizarea unei piese cu un jet intens de apă și se folosește de obicei atunci când este necesară întărirea unei părți a unei piese. Cu această metodă, nu se formează o cămașă de abur, care oferă o întărire mai profundă decât simpla stingere în apă. O astfel de întărire se realizează de obicei în inductori la instalatii HDTV.
    • Întărirea treptei- călire, în care piesa este răcită într-un mediu de călire având o temperatură peste punctul martensitic pentru un oțel dat. Când este răcită și menținută în acest mediu, piesa care este întărită trebuie să dobândească temperatura băii de întărire în toate punctele de secțiune transversală. Aceasta este urmată de răcirea finală, de obicei lentă, în timpul căreia are loc întărirea, adică transformarea austenitei în martensită.
    • Întărire izotermă. Spre deosebire de călirea în trepte, cu călirea izotermă este necesar să se păstreze oțelul în mediu de întărire atât de mult încât transformarea izotermă a austenitei are timp să se finalizeze.
    • Întărire cu laser. Întărirea termică a metalelor și aliajelor prin radiație laser se bazează pe încălzirea locală a unei suprafețe sub influența radiației și răcirea ulterioară a acestei suprafețe la o viteză supercritică ca urmare a eliminării căldurii în straturile interne ale metalului. Spre deosebire de alte procese cunoscute de călire termică (călire cu curenți de înaltă frecvență, încălzire electrică, călire prin topire și alte metode), încălzirea în timpul călirii cu laser nu este un proces volumetric, ci un proces de suprafață.
    • Întărire de înaltă frecvență (inducție)- întărire cu curenți de înaltă frecvență - piesa este plasată într-un inductor și încălzită prin inducerea de curenți de înaltă frecvență în acesta.

    Defecte [editare | edita cod]

    Defecte care apar în timpul călirii oțelului.

    • Duritate insuficientă parte întărită - o consecință a temperaturii scăzute de încălzire, a expunerii scurte la temperatura de funcționare sau a vitezei de răcire insuficiente. Corecţie defect : normalizare sau recoacere urmată de călire; utilizarea unui mediu de stingere mai energetic.
    • Supraîncălzi asociat cu încălzirea produsului la o temperatură semnificativ mai mare decât temperatura de încălzire necesară pentru întărire. Supraîncălzirea este însoțită de formarea unei structuri cu granulație grosieră, rezultând o fragilitate crescută a oțelului. Corectarea defectelor: recoacere (normalizare) si intarire ulterioara la temperatura ceruta.
    • Burnout apare atunci când oțelul este încălzit la temperaturi foarte ridicate, aproape de punctul de topire (1200-1300 ° C) într-o atmosferă oxidantă. Oxigenul pătrunde în oțel, iar oxizii se formează de-a lungul granițelor. Un astfel de oțel este fragil și nu poate fi reparat.
    • Oxidare și decarbonizare oțelurile se caracterizează prin formarea de calcar (oxizi) pe suprafața pieselor și arderea carbonului în straturile de suprafață. Acest tip de defect nu poate fi corectat prin tratament termic. Dacă permisiunea de prelucrare permite, stratul oxidat și decarburat trebuie îndepărtat prin șlefuire. Pentru a preveni acest tip de defect, se recomanda incalzirea pieselor in cuptoare cu atmosfera protectoare.
    • Deformare și crăpare - consecinţele tensiunilor interne. În timpul încălzirii și răcirii oțelului se observă modificări volumetrice, în funcție de temperatură și transformări structurale (trecerea austenitei la martensită este însoțită de o creștere a volumului de până la 3%). Diferiții timpi de transformare a volumului piesei călite datorită dimensiunilor diferite și vitezei de răcire în secțiune transversală conduc la dezvoltarea unor tensiuni interne puternice, care provoacă fisuri și deformarea pieselor în timpul procesului de întărire.

    Răcirea este etapa finală a tratamentului termic-întărire și, prin urmare, cea mai importantă. Formarea structurii și, prin urmare, proprietățile probei, depinde de viteza de răcire.

    Dacă anterior temperatura de încălzire pentru călire era un factor variabil, acum viteza de răcire va fi diferită (în apă, în apă sărată, în aer, în ulei și cu un cuptor).

    Pe măsură ce viteza de răcire crește, crește și gradul de suprarăcire a austenitei, temperatura de descompunere a austenitei scade, numărul de nuclee crește, dar în același timp difuzia carbonului încetinește. Prin urmare, amestecul de ferită-cementită devine mai dispersat, iar duritatea și rezistența cresc. Cu o răcire lentă (cu un cuptor), se obține un amestec grosier de F + C, adică. perlita este recoacere de al doilea fel, cu recristalizare în fază. Cu răcire accelerată (în aer) - un amestec mai subțire de F + C - sorbitol. Această procesare se numește normalizare.

    Stingerea în ulei produce trostită, un amestec foarte dispersat de F+C.

    Duritatea acestor structuri crește odată cu dispersia amestecului (HB = 2000÷4000 MPa). Aceste structuri pot fi obținute și prin călire izotermă.

    Având în vedere diagrama termocinetică, i.e. diagramă a descompunerii izoterme a austenitei împreună cu vectorii vitezei de răcire, vedem că prin creșterea vitezei de răcire se poate obține trostită împreună cu martensita stinsă. Dacă viteza de răcire este mai mare decât cea critică, obținem martensită de călire și austenită reținută, care pot fi eliminate prin răcirea oțelului la o temperatură sub linia finală a transformării martensitice (Mc).

    Martensita are un volum mai mare decât austenita, așa că la întărirea pe martensită apar nu numai tensiuni termice, ci și structurale. Forma piesei poate deveni distorsionată și pot apărea micro și macrofisuri în ea. Deformarea și fisurile sunt defecte ireparabile, prin urmare, imediat după întărirea la martensită, piesa trebuie încălzită pentru a elibera stresul și pentru a stabiliza structura această operație de tratament termic se numește călire;

    După întărirea probelor, studierea microstructurilor și determinarea durității, sunt trasate grafice ale durității în funcție de conținutul de carbon. Cu cât mai mult carbon în austenita oțelului înainte de călire, cu atât rețeaua de martensită este mai distorsionată (cu un grad mai mare de tetragonalitate) și, prin urmare, duritatea este mai mare.

    Oțelul cu un conținut de 0,2% C nu acceptă călirea, deoarece curbele de descompunere izotermă a austenitei se apropie aproape de axa ordonatelor. Chiar și o viteză de răcire foarte mare nu produce martensită, deoarece austenita va începe să se descompună mai devreme într-un amestec de F+C. Prin urmare, oțelul este întărit dacă conținutul de carbon este mai mare de 0,3% C, deoarece carbonul deplasează curbele de descompunere izotermă a austenitei spre dreapta, reducând astfel rata critică de întărire.

    Determinarea proprietăților și structurii oțelului după revenire

    Martensita obținută după călire are duritate și rezistență ridicate, dar ductilitate și tenacitate scăzute. Acest lucru se explică prin tensiuni interne mari, care pot fi termice (scădere de temperatură, răcire bruscă) și structurale (volumul de martensite este mai mare decât austenita, sorbitolul, trostitul și perlita). După întărire, este necesar să se tempereze imediat, adică. încălzire la anumite temperaturi, menținere și răcire. În același timp, tensiunile sunt reduse, structura și proprietățile oțelului se modifică. Temperatura de revenire este selectată sub A c 1 pentru a menține efectul de întărire în timpul călirii. Există temperatură scăzută (150-200 0 C), medie (350-450 0 C) și înaltă (500-650 0 C).

    Dacă, la călire scăzută, tensiunile scad, distorsiunea (tetragonalitatea) rețelei de martensită scade și aceasta devine din nou cubică, austenita reținută se transformă în martensită cubică, atunci la călirea medie și înaltă, martensita se descompune într-un amestec de F + C.

    După revenire scăzută, duritatea și rezistența rămân la nivel înalt(HRC 58-63). Sculele de tăiere și măsurare, piesele după tratament chimico-termic (cimentare) sunt supuse unei căliri scăzute.

    1. Determinarea celei mai bune temperaturi de întărire pentru oțel cu un conținut de carbon de 0,4% - oțel hipoeutectoid - și cu un conținut de carbon de 1,0% - oțel hipereutectoid.

    Raport de testare a durității după întărire în apă

    Tratamentul termic al oțelului vă permite să oferiți produselor, pieselor și pieselor de prelucrat calitățile și caracteristicile necesare. În funcție de stadiul în care a fost efectuat tratamentul termic, prelucrabilitatea pieselor de prelucrat crește, tensiunile reziduale sunt îndepărtate de pe piese, iar calitățile de performanță ale pieselor cresc.

    Tehnologia de tratare termică a oțelului este un set de procese: încălzire, menținere și răcire cu scopul de a schimba structura internă a metalului sau aliajului. În același timp compozitia chimica nu se schimba.

    Astfel, rețeaua moleculară a oțelului carbon la o temperatură de cel mult 910°C este un cub centrat pe corp. Când este încălzită peste 910°C până la 1400°C, rețeaua ia forma unui cub centrat pe față. Încălzirea suplimentară transformă cubul într-unul centrat pe corp.

    Esența tratamentului termic al oțelurilor este o modificare a mărimii granulelor structurii interne a oțelului. Respectarea strictă regim de temperatură, timpul și viteza în toate etapele, care depind direct de cantitatea de carbon, elemente de aliere și impurități care reduc calitatea materialului. În timpul încălzirii, apar modificări structurale, care la răcire au loc în ordine inversă. Figura arată ce transformări apar în timpul tratamentului termic.

    Scopul tratamentului termic

    Tratamentul termic al oțelului se efectuează la temperaturi apropiate de punctele critice. Iată ce se întâmplă:

    • cristalizarea secundară a aliajului;
    • trecerea fierului gamma la starea de fier alfa;
    • tranziția particulelor mari în plăci.

    Structura internă a unui amestec în două faze afectează direct performanța și ușurința procesării.

    Scopul principal al tratamentului termic este de a da oțeluri:

    • În produsele finite:
      1. rezistenţă;
      2. rezistenta la uzura;
      3. rezistență la coroziune;
      4. rezistenta la caldura.
    • În spații libere:
      1. ameliorarea stresului intern după
        • turnare;
        • ștanțare (la cald, la rece);
        • embotire adâncă;
      2. plasticitate crescută;
      3. facilitarea tăierii.

    Tratamentul termic se aplică următoarelor tipuri de oțel:

    1. Carbon și aliaje.
    2. Cu conținuturi variate de carbon, de la un conținut scăzut de carbon 0,25% la un conținut ridicat de carbon 0,7%.
    3. Structural, special, instrumental.
    4. Orice calitate.

    Clasificare și tipuri de tratament termic

    Parametrii fundamentali care afectează calitatea tratamentului termic sunt:

    • timpul de încălzire (viteza);
    • temperatura de incalzire;
    • durata de păstrare la o anumită temperatură;
    • timpul de răcire (intensitate).

    Schimbând aceste moduri, puteți obține mai multe tipuri de tratament termic.

    Tipuri de tratament termic al oțelului:

    • Recoacerea
      1. eu – fel:
        • omogenizare;
        • recristalizare;
        • izotermic;
        • eliminarea tensiunilor interne și reziduale;
      2. II – fel:
        • deplin;
        • incomplet;
    • întărire;
    • Vacanţă:
      1. scurt;
      2. medie;
      3. ridicat.
    • Normalizare.

    Vacanţă

    Călirea în inginerie mecanică este utilizată pentru a reduce rezistența tensiunilor interne care apar în timpul călirii. Duritatea ridicată face ca produsele să fie casante, astfel încât revenirea este utilizată pentru a crește rezistența la impact și pentru a reduce duritatea și fragilitatea oțelului.

    1. Vacanța este scăzută

    Revenirea scăzută se caracterizează prin structura internă a martensitei, care, fără a reduce duritatea, crește vâscozitatea. Uneltele de măsurare și tăiere sunt supuse acestui tratament termic. Moduri de procesare:

    • Încălzirea la o temperatură de 150°C, dar nu mai mare de 250°C;
    • timp de menținere - o oră și jumătate;
    • răcire - aer, ulei.

    2. Vacanta medie

    Pentru călire medie, transformarea martensitei în trostită. Duritatea scade la 400 HB. Vâscozitatea crește. Piesele care funcționează sub sarcini elastice semnificative sunt supuse acestei căliri. Moduri de procesare:

    • încălzire la o temperatură de 340°C, dar nu mai mare de 500°C;
    • răcire - aer.

    3. Eliberare mare

    Cu temperare ridicată, sorbitolul cristalizează, ceea ce elimină stresul din rețeaua cristalină. Sunt fabricate piese critice care au rezistență, ductilitate și tenacitate.

    Moduri de procesare:

    Încălzire la o temperatură de 450°C, dar nu mai mare de 650°C.

    Recoacerea

    Aplicația face posibilă obținerea unei structuri interne omogene fără stres asupra rețelei cristaline. Procesul se desfășoară în următoarea secvență:

    • încălzire la o temperatură puțin peste punctul critic, în funcție de calitatea oțelului;
    • menținerea cu menținerea constantă a temperaturii;
    • răcire lentă (de obicei răcirea are loc împreună cu cuptorul).

    1. Omogenizare

    Omogenizarea, cunoscută și sub denumirea de recoacere prin difuzie, restabilește segregarea neuniformă a pieselor turnate. Moduri de procesare:

    • încălzire la o temperatură de la 1000°C, dar nu mai mare de 1150°C;
    • expunere – 8-15 ore;
    • răcire:
      • cuptor – până la 8 ore, scăderea temperaturii la 800°C;
      • aer.

    2. Recristalizare

    Recristalizarea, altfel recoacerea scăzută, se utilizează după tratamentul de deformare plastică, care provoacă întărirea prin modificarea formei granulelor (călire). Moduri de procesare:

    • încălzire la o temperatură peste punctul de cristalizare cu 100°C-200°C;
    • ținere – ½ – 2 ore;
    • răcirea este lentă.

    3. Recoacere izotermă

    Oțelurile aliate sunt supuse recoacerii izoterme pentru a provoca descompunerea austenitei. Moduri de tratament termic:

    • încălzire la o temperatură de 20°C - 30°C deasupra punctului;
    • deţinere;
    • răcire:
      • rapid – nu mai mic de 630°C;
      • lent – ​​la temperaturi pozitive.

    4. Recoacere pentru a elimina stresul

    Îndepărtarea tensiunilor interne și reziduale prin recoacere se folosește după lucrari de sudare, turnare, prelucrare. Odată cu aplicarea sarcinilor de lucru, piesele sunt supuse distrugerii. Moduri de procesare:

    • încălzire la o temperatură de – 727°C;
    • menținerea - până la 20 de ore la o temperatură de 600°C - 700°C;
    • răcirea este lentă.

    5. Recoacere completă

    Recoacere completă face posibilă obținerea unei structuri interne cu granule fine, care conține ferită și perlită. Recoacerea completă este utilizată pentru piesele turnate, forjate și ștanțate, care ulterior vor fi prelucrate prin tăiere și supuse călirii.

    Moduri de procesare:

    • temperatura de încălzire – 30°C-50°C deasupra punctului;
    • extras;
    • racire la 500°C:
      • oțel carbon – scăderea temperaturii pe oră nu este mai mare de 150°C;
      • oțel aliat – scăderea temperaturii pe oră nu este mai mare de 50°C.

    6. Recoacere incompletă

    La recoacere incompletă, perlita lamelară sau grosieră se transformă într-o structură granulară feritic-cementită, necesară pentru sudurile produse prin sudarea cu arc electric, precum și pentru oteluri pentru sculeși piesele din oțel supuse unor astfel de metode de prelucrare, a căror temperatură nu provoacă creșterea granulelor structurii interne.

    Moduri de procesare:

    • încălzire la o temperatură peste punctul sau peste 700°C cu 40°C - 50°C;
    • întărire - aproximativ 20 de ore;
    • răcirea este lentă.

    întărire

    Otelurile sunt folosite pentru:

    • Promotii:
      1. duritate;
      2. rezistenţă;
      3. rezistenta la uzura;
      4. limita elastica;
    • Reduceri:
      1. plasticitate;
      2. modul de forfecare;
      3. limita de compresie.

    Esența călirii este cea mai rapidă răcire a unei piese bine încălzite în diferite medii. Încălzirea se realizează cu și fără modificări polimorfe. Modificările polimorfe sunt posibile numai în acele oțeluri care conțin elemente capabile de transformare.

    Un astfel de aliaj este încălzit la o temperatură la care rețeaua cristalină a elementului polimorf suferă modificări, din cauza cărora solubilitatea materialelor de aliere crește. Pe măsură ce temperatura scade, rețeaua își schimbă structura datorită unui exces de element de aliere și capătă o structură asemănătoare unui ac.

    Imposibilitatea modificărilor polimorfe în timpul încălzirii se datorează solubilității limitate a unei componente în alta la o viteză rapidă de răcire. Există puțin timp pentru difuzare. Rezultă o soluție cu un exces de componentă nedizolvată (metastabilă).

    Pentru a crește viteza de răcire a oțelului, se folosesc următoarele medii:

    • apă;
    • soluții de saramură pe bază de apă;
    • ulei tehnic;
    • gaze inerte.

    Comparând viteza de răcire a produselor din oțel în aer, răcirea în apă de la 600°C are loc de șase ori mai rapid, iar de la 200°C în ulei de 28 de ori mai rapid. Sărurile dizolvate cresc capacitatea de întărire. Dezavantajul utilizării apei este apariția fisurilor în locurile în care se formează martensite. Uleiul industrial este folosit pentru a întări aliajele de aliaje, dar se lipește de suprafață.

    Metalele folosite la fabricarea produselor medicale nu trebuie să aibă o peliculă de oxizi, astfel încât răcirea are loc într-un mediu de aer rarefiat.

    Pentru a scăpa complet de austenita, care provoacă fragilitate mare în oțel, produsele sunt supuse unei răciri suplimentare la temperaturi de la -40°C la -100°C într-o cameră specială. Puteți folosi și acid carbonic amestecat cu acetonă. Această prelucrare mărește precizia pieselor, duritatea lor și proprietățile magnetice.

    Dacă piesele nu necesită tratament termic volumetric, numai stratul de suprafață este încălzit folosind instalații HDF (curent de înaltă frecvență). În acest caz, adâncimea tratamentului termic variază de la 1 mm la 10 mm, iar răcirea are loc în aer. Ca rezultat, stratul de suprafață devine rezistent la uzură, iar mijlocul este vâscos.

    Procesul de călire presupune încălzirea și menținerea produselor din oțel la temperaturi care ajung la aproximativ 900°C. La această temperatură, oțelurile cu un conținut de carbon de până la 0,7% au o structură de martensită, care, în timpul tratamentului termic ulterior, se va transforma în structura necesară cu aspectul calităților dorite.

    Normalizare

    Formează o structură cu granulație fină. Pentru oțelurile cu conținut scăzut de carbon, aceasta este o structură ferită-perlită, pentru oțelurile aliate este o structură asemănătoare sorbitolului. Duritatea rezultată nu depășește 300 HB. Oțelurile laminate la cald sunt supuse normalizării. În același timp, acestea cresc:

    • rezistența la rupere;
    • performanța de procesare;
    • rezistenţă;
    • viscozitate.

    Moduri de procesare:

    • încălzirea are loc la o temperatură de 30°C-50°C deasupra punctului;
    • menținerea într-un anumit interval de temperatură;
    • răcire - în aer liber.

    Beneficiile tratamentului termic

    Tratarea termică a oțelului este un proces tehnologic care a devenit o etapă obligatorie în obținerea unor seturi de piese din oțel și aliaje cu calități specificate. Acest lucru poate fi realizat printr-o mare varietate de moduri și metode de expunere termică. Tratamentul termic este utilizat nu numai pentru oțeluri, ci și pentru metale neferoase și aliaje pe bază de acestea.

    Oțelurile fără tratament termic sunt utilizate numai pentru construcția de structuri metalice și fabricarea de piese necritice, a căror durată de viață este scurtă. Nu există cerințe suplimentare pentru ei. Funcționarea de zi cu zi, dimpotrivă, dictează cerințe mai stricte, motiv pentru care utilizarea tratamentului termic este de preferat.

    În oțelurile netratate termic, uzura abrazivă este mare și proporțională cu duritatea proprie, care depinde de compoziție elemente chimice. Astfel, matrițele matrițelor necălite sunt bine combinate atunci când se lucrează cu poansonuri călite.

    Acasă > Orientări

    Apa și diverse soluții apoase sunt folosite ca medii de călire pentru oțelurile carbon care au o viteză critică de răcire ridicată, iar uleiul și aerul sunt folosite pentru oțelurile aliate care au o viteză critică scăzută de răcire (Tabelul 9).

    Tabelul 9. Viteze de răcire (grade/s) în diferite medii de răcire

    întărire

    Interval de temperatură

    650 - 550С

    300 - 200С

    Apa la temperatura, С:
    soluție 10%. sare de masă la 18С
    Soluție de sodă 10% la 18°C
    Apă cu săpun
    Ulei de mașină
    Ulei de transformator
    Aer calm
    Aer comprimat

    2.6. Alegerea echipamentelor tehnologice

    Echipamentele principale ale secției termice includ cuptoare de încălzire, cuptoare de baie, instalații de producere a atmosferelor artificiale, instalații de călire prin inducție, rezervoare de călire, adică echipamente cu ajutorul cărora se efectuează operațiuni tehnologice de bază. Echipamentele auxiliare includ echipamente de ridicare, dispozitive pt piese de încărcare, echipamente și instrumente de control și măsurare, echipamente pentru curățarea pieselor etc. Cuptoarele pentru tratament termic se clasifică după următoarele criterii: 1. După scop– cuptoare universale pentru recoacere, normalizare, calire si revenire; cimentare; pentru nitrurare; cuptoare cu destinație specială. 2. În funcție de temperatura spațiului de lucru– temperatură scăzută, temperatură medie, temperatură ridicată. 3. După natura încărcării, descărcarii– camera, ax, cuptoare cu vetre mobile. 4. După sursa de căldură– păcură, gaz, electric. În magazinele și zonele termice mici cu mai multe temperaturi, cuptoarele cu cameră universală care funcționează cu păcură sau gaz, cuptoarele cu cameră electrică și cu arbore cu încălzitoare cu carborundum (silit) au devenit larg răspândite. Temperaturile unor astfel de cuptoare sunt date în tabelul 1012.

    Tabelul 10. Cuptoare termice cu foc cu camera

    cizme

    Cel mai mare consum

    Performanţă,

    gaz natural,
    /h
    păcură, kg/h în timpul călirii, recoacerii in vacanta
    TNO-4.6,4.5/11TNO-4.8,4.5/11TNO-5.10.5.5/11TNO-6.12.5.5/11TNO-8.12.6.5/11TNO-8.16.6.5/11TNO-10.14.8/11TNO-10.14.8/11.208.
    Nota. Explicația indicelui cuptorului: TNO - termică, încălzire, cameră, atmosferă obișnuită; numerele din numărător sunt valori rotunjite ale lățimii, lungimii, înălțimii spațiului de lucru în dm; Numitorul este temperatura maximă de funcționare în sute de grade.

    Tabelul 11. Cuptoare electrice cu camera

    Indice cuptor electric

    Indice cuptor electric

    Temperatură ridicată

    CH3-2.2.0.9/13

    CH3-3.4.1,2/13

    CH3-5.6.5.2/13

    CH3-8.5.10.3/13

    CH3-8.5.17.5/13

    CH3-11.22.7/12

    SNO-2.55.1.7/12

    SNO-4,8.2,6/12

    SNO-5.10.3.2/12

    SNO-8.5.17.5/12

    Temperatura medie

    SNO-2.5.5.1.7/10

    SNO-3,6,5,5,2/10

    SNO-5.10.3.2/10

    SNO-8.5.17.5/10

    Temperatură scăzută

    SNO-3,6,5,2/7

    SNO-4,8,2,6/7

    SNO-5.10.3,2/7

    SNO-6.5.13.4/7

    SNO-8.5.17.5/7

    Nota. Explicația indicelui cuptorului: C – rezistență la încălzire, H – cameră de încălzire, Z sau O – atmosferă protectoare sau oxidantă. Cifrele după litere: la numărător - lățimea, lungimea și înălțimea spațiului de lucru în dm, la numitor - temperatura maximă de funcționare în sute de grade În cuptoarele cu cameră, încărcarea și descărcarea pieselor cu o greutate de până la 10 kg se efectuează manual. Când masa pieselor este mai mare de 10 kg, se folosesc mijloace de mecanizare (clești suspendați pe monoșină, manipulatoare, mașini de încărcare). Piesele mici sunt încărcate în cuptoare pe paleți (tavi de copt).

    Tabelul 12. Cuptoare electrice cu arbore

    Cuptoare cu spațiu de lucru cilindric

    Cuptoare cu secțiune transversală dreptunghiulară spațiu de lucru

    SShO-4,4/7 (25) SShZ-4,8/10 (42) SSHZ-2.2.10/13 (32)
    SShO-4,12/7 (40) SShZ-6,6/10 (45) SSHZ-5.5.20/13 (126)
    SShO-6,6/7 (36) SShZ-6,12/10 (75) SSHZ-8,5,8,525/13
    SShO-6,12/7 (60) SShO-6,18/10 (90)
    SShO-6,18/7 (72) SShO-6,30/10 (136)
    SShO-6,30/7 (108) SShZ-10,10/10 (110)
    SShO-10,10/7 (86) SShZ-10,20/10 (165)
    SShO-10,20/7 (120) SShZ-10,30/10 (220)
    SShO-10.30/7 (160)
    Nota. Explicația indicelui cuptorului: C – rezistență de încălzire, W – ax, O sau Z – atmosferă normală sau protectoare. Numerele din numărător sunt: ​​diametrul și înălțimea sau lățimea, lungimea și înălțimea spațiului de lucru în dm, numitorul este temperatura maximă de funcționare în sute de grade, numărul dintre paranteze este puterea în kW în cuptoare cu arbore sunt încărcate în coșuri metalice sau atârnate pe dispozitive speciale – Pomul de Crăciun cimentarea gazoasă Acestea folosesc cuptoare electrice cu arbore de tip Ts (muffle) și cuptoare cu arbore de tip SShTs (fără muffle). Gazele de hidrocarburi (propan, butan, gaz natural), benzenul, pirobenzenul, hidrocarburile lichide (kerosen, sintena) furnizate cuptorului printr-un picurator sunt folosite ca carburator pentru carburarea gazului. Încărcarea pieselor în cuptor se realizează în coșuri sau atârnate pe pomi de Crăciun. carburare în carburator solid Cele mai utilizate cuptoare sunt tipurile Ts-105A și SShTs. Cele mai utilizate cuptoare pentru cimentare sunt prezentate în tabel. 13. Pentru nitrurare Se folosesc cuptoare cu arbore de tip SUA (Tabelul 14), procesul se desfășoară în atmosferă de amoniac într-un ciclu cu una și două etape la o temperatură de 480-650 C. Piesele sunt încărcate în cuptor în coșuri sau pe pomi de Crăciun.

    Tabelul 13. Cuptoare de cementare cu gaz

    Indexul cuptorului

    Dimensiunea replică, mm

    Temperatura de funcționare, С

    Putere, kW

    Greutatea cuștii, kg

    diametru înălţime

    Ts-75

    Cuptoare electrice fără tobe tip SShTs

    Tabelul 14. Cuptoare pentru nitrurare gazoasă cu o temperatură nominală de 650CU

    Indexul cuptorului

    Putere, kW

    Greutatea maximă a cuștii, kg

    Mufla

    SUA-2.6/6
    SUA-3,2.4,8/6
    SUA-5.7/6
    SUA-8.126/6
    SUA-12.5.20/6

    Fără muflă

    SUA-15.22.47/6-B
    SUA-20.30/6-B
    SUA-25.37.5/6-B
    Nota. Explicația indicelui cuptorului: C – încălzire cu rezistență, Ш – arbore, A – pentru nitrurare; numerele din numărător sunt diametrul și înălțimea spațiului de lucru în dm; numitorul este temperatura nominală rotunjită. Pentru întărirea suprafeţei piesele folosesc instalații universale de călire prin inducție cu un generator de mașină, poziții verticale (IZUV) și orizontale (IZUG). Atunci când alegeți tipul și puterea unei instalații pentru călirea pieselor de înaltă frecvență, este necesar să vă concentrați pe dimensiunile piesei de prelucrat, pe adâncimea de călire necesară și pe frecvența curentului. Puterea instalației cheltuită pentru încălzirea piesei este determinată de formula:

    P g =P 0 S,

    Unde P 0 – putere specifică, kW/cm 2 (vezi Tabelul 7); S– suprafata de incalzire, cm 2.

    După valoarea găsită P g Se determină puterea instalației consumată din rețeaua de alimentare (Tabelul 15).

    Tabelul 15. Determinarea puterii instalației

    Puterea transmisă a piesei pg, kW

    Consumul de energie, kW

    Lampă

    generator

    Generator de mașini

    Convertor tiristor

    3,4 P 0 S

    2,4 P 0 S

    1,9 P 0 S

    Unele dintre instalațiile utilizate pentru întărirea particulelor de înaltă frecvență sunt prezentate în tabel. 16.

    Tabelul 16. Instalații de călire prin inducție cu generator de mașini

    Versiune verticală

    Varianta orizontala

    IZUV 32/160-208 IZUV 5/50-22 IZUG 80/280-402
    IZUV 12/90-102 IZUV 32/160-202 IZUG 200/160-202
    IZUV 80/50-102 IZUV 80/280-202 IZUG 500/90-402
    IZUV 5/50-28 UZUV 12/90-108 IZUG 80-280-408
    UZUV 80/50-108 UZUV 32/160-208 IZUG 200/160-208
    UZUV 80/280-208 IZUG 500/900-408
    Cifrele din indexul de instalare înseamnă următoarele: primul este diametrul maxim al piesei care se întărește în cm; a doua este lungimea maximă a piesei de călit în cm; al treilea număr este prima cifră din ultimul număr de două cifre sau primele două cifre din ultimul număr de trei cifre indică puterea maximă a instalației în zeci de kilowați, ultima cifră este valoarea rotunjită a frecvenței curente în inductorul, kHz. De exemplu, IZUV 80/280-208. Aceasta este o instalație pentru călirea pieselor cu un diametru maxim de 800 mm și o lungime de 2800 mm. Puterea instalației este de 200 kW, frecvența curentului în inductor este de 8000 Hz Unitățile de întărire universale pe bază de lampă (Tabelul 17) au o frecvență de curent mai mare și permit întărirea unui strat de suprafață mai subțire al piesei.

    Tabelul 17. Instalatii lampi pentru intarirea HDTV

    Denumirea instalației

    Putere consumata din retea, kW

    Frecvența de operare, kHz

    După tratamentul termic, produsele sunt de obicei spălate, curățate și, dacă este necesar, sablate cu pulbere metalică, așchii de corindon și ultrasunete. Controla Calitatea tratamentului termic se realizează de obicei prin măsurarea durității piesei folosind dispozitivele TSh-2 (presă Brinell) și TK (presă Rockwell). Adâncimea stratului cimentat și grosimea stratului după întărirea suprafeței sunt controlate cu ajutorul probelor martor care au trecut prin ciclul de prelucrare împreună cu lotul controlat de piese.

    8 septembrie 2011

    Modul de răcire în timpul călirii trebuie în primul rând să asigure adâncimea necesară de călire. Pe de altă parte, regimul de răcire ar trebui să fie astfel încât să nu aibă loc o călire puternică, ceea ce duce la deformarea produsului și la formarea de fisuri de călire.

    Tensiunile de călire constau din tensiuni termice și structurale. În timpul întăririi, apare întotdeauna o diferență de temperatură pe secțiunea transversală a produsului. Mărimea diferită a compresiei termice a straturilor exterior și interior în timpul perioadei de răcire determină apariția solicitărilor termice. Transformarea martensitică este asociată cu o creștere a volumului cu câteva procente.

    Tensiunile totale de călire cresc odată cu creșterea temperaturii de încălzire pentru călire și cu o creștere a vitezei de răcire, deoarece în ambele cazuri diferența de temperatură pe secțiunea transversală a produsului crește. O creștere a diferenței de temperatură duce la o creștere a tensiunilor termice și structurale.

    Pentru oțeluri, tensiunile de călire sunt cel mai probabil să apară în intervalul de temperatură sub punctul martensitic, când apar tensiuni structurale și se formează o fază fragilă - martensita. Deasupra punctului martensitic apar doar tensiuni termice, iar oțelul este în stare austenitică, iar austenita este ductilă.

    După cum arată diagrama C, este necesară răcirea rapidă în regiunea cu cea mai mică stabilitate a austenitei suprarăcite. Pentru majoritatea oțelurilor, această regiune este în intervalul 660 - 400 °C. Deasupra și sub acest interval de temperatură, austenita este mult mai rezistentă la descompunere decât în ​​apropierea curbei C, iar piesa de prelucrat poate fi răcită relativ lent.

    Răcirea lentă este deosebit de importantă, începând de la temperaturi de 300 - 400 ° C, la care se formează martensita în majoritatea oțelurilor. Odată cu răcirea lentă deasupra cotului curbei C, doar tensiunile termice scad, în timp ce în intervalul martensitic scad atât tensiunile termice, cât și cele structurale.

    Cel mai utilizat mediu de stingere este apa rece, 10% soluție apoasă NaOH sau NaCl și uleiuri.

    Viteza de răcire a oțelului în diferite medii

    Tabelul arată ratele de răcire ale mostrelor mici de oțel în două intervale de temperatură pentru medii diferite. Până în prezent, nu s-a găsit niciun lichid de stingere care să se răcească rapid în intervalul de temperatură al perlitei și lent în intervalul de temperatură martensitic.

    Apă rece- cel mai ieftin și mai energizant răcitor. Se răcește rapid atât în ​​intervalele de temperatură pearlite, cât și în martensită. Capacitatea mare de răcire a apei se explică prin temperatura sa scăzută și căldura enormă de fierbere, vâscozitatea scăzută și capacitatea termică relativ mare.

    Adăugările de sare sau alcali măresc capacitatea de răcire a apei în intervalul perlit.

    Principalul dezavantaj al apei— viteză mare de răcire în domeniul martensitic.

    Uleiul mineral se răcește lent în domeniul martensitic (acesta este principalul său avantaj), dar se răcește lent și în domeniul perlit (acesta este principalul său dezavantaj). Prin urmare, uleiul este utilizat pentru călirea oțelurilor cu călibilitate bună.

    Apa încălzită nu poate înlocui uleiul, deoarece încălzirea reduce brusc viteza de răcire în intervalul perlit, dar aproape că nu o schimbă în intervalul martensitic.

    „Teoria tratamentului termic al metalelor”,
    I.I.Novikov

    Deoarece nu există un mediu de întărire care să asigure o răcire rapidă în intervalul de temperatură 650 - 400 ° C și o răcire lentă peste și în principal sub acest interval, se folosesc diverse moduriîntărire, oferind modul de răcire necesar. Călirea prin apă în ulei Călirea prin apă în ulei (stingerea în două medii): 1 - modul normal;...


    În multe oțeluri, domeniul martensitic (Mn - Mk) se extinde la temperaturi negative (vezi figura Dependența de temperatură). În acest caz, oțelul întărit conține austenită reținută, care poate fi transformată în continuare în martensită prin răcirea produsului la temperaturi sub temperatura camerei. În esență, acest tratament la rece (propus în 1937 de A.P. Gulyaev) continuă răcirea de stingere care a fost întreruptă la temperatura camerei...

    Multe produse trebuie să aibă o duritate mare a suprafeței, o rezistență mare a stratului de suprafață și un miez dur. Această combinație de proprietăți la suprafață și în interiorul produsului se realizează prin întărirea suprafeței. Pentru a întări la suprafață un produs din oțel, este necesar să se încălzească deasupra punctului Ac3 doar stratul de suprafață cu o grosime dată. Această încălzire trebuie făcută rapid și intens pentru ca miezul, din cauza conductibilității termice, să nu se încălzească nici până la...


    Prin încălzire pentru călire Transformările în oțel în timpul încălzirii sunt descrise în Formarea austenitei în timpul încălzirii. Temperaturile de încălzire pentru călirea oțelurilor carbon pot fi selectate conform diagramei de stare. Oțelurile hipoeutectoide sunt întărite la temperaturi care depășesc punctul A3 cu 30 - 50 °C. Oțelul cu granulație fină în mod inerent permite o încălzire mai mare. Când oțelul cu granulație grosieră ereditar este supraîncălzit, călirea dă o structură de ac grosier...


    Calibilitatea și viteza critică de răcire La călirea la martensită, oțelul trebuie răcit de la temperatura de călire, astfel încât austenita, fără a avea timp să se descompună într-un amestec de ferită-carbură, să fie suprarăcită sub punctul Mn. Pentru a face acest lucru, viteza de răcire a produsului trebuie să fie mai mare decât cea critică. Viteza critică de răcire (viteza critică de stingere) este viteza minimă la care austenita nu se descompune încă în...