Термическая обработка стали

Термической обработкой стали называются операции, связанные с нагревом и охлаждением, с целью изменения ее строения и, как следствие, изменения физических, механических и технических свойств стали.
Термическая обработка стали состоит в нагреве деталей или изделий до определенной температуры, выдержке при этой температуре некоторое время и последующего охлаждения. Применяя различные режимы термической обработки, т. е. изменяя температуру, длительность нагрева, время выдержки изделия в нагретом состоянии и скорость охлаждения, получают желаемую структуру стали, а следовательно, ее свойства.
Основными видами термической обработки являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.
Отжиг заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке ее при этой температуре и затем медленном охлаждении в остывающей печи.
Каждой марке стали соответствует определенная температура отжига. Углеродистая сталь, содержащая углерода 0,2%, нагревается до температуры 840—860°, сталь с содержанием углерода 0,4% нагревается до 785—810°, с содержанием углерода 0,6% до 770—795°, с содержанием углерода 0,8% до 760— 785°, с содержанием углерода 0,9, 1,0, 1,2% до 750—775°.
В процессе отжига структура стали становится мелкозернистой. Такая сталь обладает лучшими механическими свойствами, чем сталь крупнозернистая.
Стальные отливки, поковки, штампованные детали и другие изделия обычно имеют крупнозернистую структуру, поэтому прочность и вязкость их весьма низкие. Путем отжига крупнозернистая структура превращается в мелкозернистую, снижается твердость и улучшается обрабатываемость изделий.
Мелкозернистую структуру стали можно получить не только отжигом, но также и нормализацией.
Нормализация заключается в нагреве стали до температуры 800—900°, выдержке при этой температуре в течение получаса и в последующем охлаждении изделия на воздухе.
Малоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25% целесообразно подвергать нормализации, для выполнения которой требуется меньше времени, чем для отжига. Нормализованная сталь имеет невысокую твердость, что облегчает обработку изделий на станках. Для сталей с более высоким содержанием углерода, которые после нормализации могут иметь высокую твердость, следует применять отжиг.
Закалка состоит в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при данной температуре и последующем быстром охлаждении.
Температура нагрева при закалке принимается близкой к температуре отжига. Например, инструментальная углеродистая сталь марки У7, которая содержит углерода 0,65—0,74%, при закалке нагревается до температуры 780°, сталь марки У8, У9, У10, У12 с содержанием углерода 0,75—1,24% нагревается до 760—780°. Изделия из быстрорежущей стали нагреваются от 1270° до 1315°.
Целью закалки является придание стали наибольшей твердости. Результаты закалки зависят от химического состава стали, продолжительности и температуры нагрева, времени выдержки при данной температуре, до которой она нагревается перед закалкой, а также от скорости охлаждения.
Скорость охлаждения при закалке определяется характером охлаждающей среды и является основным фактором, влияющим на получение различных физико-механических свойств стали. Вода относится к числу наиболее распространенных охладителей при закалке углеродистых сталей. Для закалки легированных сталей охлаждающей средой служит преимущественно масло. При закалке деталь, нагретая до определенной температуры, погружается в соответствующую жидкость, где и находится до полного охлаждения.
С увеличением содержания углерода возрастает способность стали принимать закалку. Сталь с содержанием углерода до 0,2% не закаливается.
Отпуск стали заключается в нагреве стали до заданной температуры и быстром или медленном охлаждении ее. Изделия из высокоуглеродистой стали (режущий инструмент, калибры) нагревают до температуры 150—200°. Детали из конструкционных сталей подвергают отпуску при температурах нагрева 300—400°. Для деталей, требующих высокой вязкости, нагрев при отпуске производится до 500—600°.
Отпуск изменяет структуру стали, в результате чего устраняется хрупкость изделий, которой они обладают после закалки. Закаленные инструменты после отпуска будут иметь несколько меньшую твердость, но и меньшую хрупкость, что в конечном итоге повысит стойкость инструментов и деталей.

загрузка...

Похожие сообщения

Написать комментарий

Комментариев нет коммент.

Написать ответ


[ Ctrl + Enter ]