Учебное пособие: Загартування сталей

З метою одержання твердої, міцної, але крихкої мартенситної структури, сталі піддають гартуванню . Пригартуванні стальні вироби нагрівають до температур, які перевищують на 20-30° С температури на лінії QSK, витримують при цій температурі до завершення перетворення феритоперлітних або перлітних структур в аустеніт, а потім швидко охолоджують у воді абооливі.

Загартування здійснюють для отримання нерівноважної структури. Для конструкційних та інструментальних сталей загартування проводять з метою їх зміцнення та підвищення твердості і зносостійкості. Після загартування проводять відпуск або старіння. Загартування може бути об’ємним (нагрів та перетворення в усьому об’ємі виробу) та поверхневим (нагрів і перетворення в поверхневому шарі).

В результаті загартування утворюється нерівноважна структура:

- мартенситу після загартування сплавів (сталей) з поліморфним перетворенням;

- перенасиченого твердого розчину після загартування сплавів без поліморфного перетворення.

Таблиця 1 – Основні види та різновиди загартування

Вид та різновид	Характеристика		Призначення
1	2		3
Загартування з поліморфним перетворенням:	Нагрів на 30-50˚С вище АС3 для доевтектоїдної і АС1 для заевтектоїдної сталей (для легованих сталей на 200ºС вище), витримка для завершення фазових перетворень та подальше охолодження зі швидкістю, більшою за критичну у воді, оливі тощо		Мартенситне перетворення аустеніту для підвищення механічних властивостей
безперервне	Загартування з без-перервним охолодженням в одному середовищі		Для одержання структури мартенситу
переривчасте	Загартування зі швидким охолодженням (у воді) до температур вище МП º і подальшим повільнішим охолодженням (в оливі або на повітрі) в інтервалі МП º- МК º		Для одержання структури мартенситу та зменшення внутрішніх напружень
ступінчасте	Загартування з охолодженням у середовищі з температурою трохи вищою МП º, короткочасною витримкою для вирівнювання температури, зі збереженням аустеніту та подальшим його розпадом при охолодженні на повітрі		Для отримання структури мартенситу і зменшення внутрішніх напружень
ізотермічне	Загартування з охолодженням у середовищі з температурою трохи вищою МП ˚, ізотермічною витримкою до повного або часткового розпаду аустеніту та подальшим охолодженням на повітрі		Для отримання структури бейніту або бейніту з мартенситом і зменшення внутрішніх напружень у легованих сталях
із самовідпуском	Загартування з охолодженням лише поверхні або частини виробу короткочасним зануренням в охолоджуюче середовище з подальшим самовідпуском за рахунок залишкового внутрішнього тепла		Для отримання структури мартенситу відпуску або структури продуктів розпаду мартенситу
з обробкою холодом	Полягає в охолодженні загартованої сталі до температур нижче 0˚С (нижче МК ˚)		Для перетворення залишкового аустеніту в мартенсит
Загартування без поліморфного перетворення:	Нагрів сплаву (сталі) до температури, яка забезпечує необхідне розчинення вторинних фаз, витримка та охолодження з високою швидкістю (для запобігання розпаду пересиченого твердого розчину, виділенню фаз)		Для отримання перенасиченого нерівноважного твердого розчину. Загартований виріб буде мати нижчу твердість та вищу пластичність
	За способом охолодження може бути безперервним, ступінчастим або ізотермічним
Повернення після старіння	Загартування зістареного сплаву з нагрівом до температури, яка перевищує температуру попереднього старіння, короткочасною вит-римкою та швидким охолодження	Для відновлення загартованого стану

????????????? ????????? ????????????, ?? ??????? ? ???? ?????????? ?????? ?? ?????????? ???? ????????? ? ??????, ????? ???????????, ? ????? ????????? ??????? ???????? ? ?????????. ??????????? ???????????? ??'???? ? ??????????.??? ??'?????? ???????????? ?????????? ? ??????????? ???? ?ᒺ? ??????, ??? ???????????? - ?????? ????????.??????? ??? ??????????? ?????????? ???????????? ????? ????? ? ???????. ??? ??????? ???????????? ????? ?????????? ???? ????? ?₃ . ????? ???????????? ?????????????? ??? ?????????????? ?????. ? ????? ??????? ??? ?????????? ???? ????? ?₃ ????? ??? ???????? ?????????? ????????? ? ????? ??????? ??????????? ??? ???????? ??????????? ?????????. ??? ????????? ???????????? ????? ???????????? ?? ???????????, ? ????? ?????????? ? ?????????, ?? ????? ???????? ??????? ????????? ? ????????. ???? ? ??????????????? ????? ??????? ???????????? ?? ????????????. ??? ?????????????? ????? ???????????? ?????? ??????? ????????????. ? ????? ??????? ????????? ????????, ?? ???????????? ? ?????, ????????? ???????? ????????? ???????????? ??????. ???? ? ??????????? ????? ????????????, ?? ????????? ???????? ???????????? ? ?????????. ?? ??????????????? ?????? ??????????? ?????. ϳ??? ??????????? ? ????? ????? ???? ?????? ????????? ??????????? ?????????. ?? ????????? ???????? ????????? ?????, ???? ??? ?????????????? ????? ????? ???????????? ?????? ?? ??????????????. ???????? ??? ???????????? ????? ??????? ???? ?????, ??? ??????? ?????? ??? ?????????? ? ?????? ????????????. ????? ???? ?? ??????? ???? ?????????, ??? ?? ????????? ????? ???????????? ?????. ???????? ?????????? ???????? ?????? ????????? ? ?????????? 1 ??????? ?? 1 ???????? ??????? ??? ?????????? ? + 1 ??????? ?? 1 ???????? ??????? ??? ???????????? ??????????? ?? ???????? ? ??????????? ???? ??????????? ? ??????? ?????????????. ??????????? ??? ???????????? ??????? ???? ???????, ??? ????, ??? ?? ????????? ????????? ???????, ??? ? ??? ?? ??? - ??????????? ?????????, ??? ???????? ?????? ?????????? ?????????, ?? ????????? ? ??????? ??? ??????? ???????????. ????????? ?????????? ?????? ???? ???????? ? ??????????. ???????? ????????? ????? ?????????? ????????? ??????????? ???????? ? ??????? ???????? ???????, ? ????? ??? ??????????? ????????? ??????????? ?????? ? ??????? ????????? ??????. ?????????? ??????? ????????? ????? ??'????? ????? ??? ???????? ?- ?. ??????? ??? ?????? ??????? ??? ??'????? ????? ??????? 5-6%. г???? ?????????? ????????? ???? ???? ????????? ???????, ?? ? ?????????? ???????????? ?????????????? ????? ?????? ??? ?? ??????????????.??????????? ??? ???????????? ???? ??????? ? ????????? ??????????? (????, ????? ????????, ??????????, ?????-????????? ??????, ???????). ³? ????????? ??????????? ???????? ?????????, ?? ??????????? ? ????? ????? ????????????. ???? ????????? ??????????, ?? ??????????? ???????? ?????????. ???? ????????????? ???? ??? ????? ?????? ???????? ?????? ??????? ? ?????????. ???? ????????? ??????????? ??? ???????????? ?????? ??????, ??? ????, ??? ?? ????????? ??????, ??? ??????? ???? ??? ????????? ?????????? ? ??????, ?'??????? ???????? ????????? - ??????. ????? ???? ??? ???????? ????????? ?? ?????????, ??? ???? ????? ??????? ????? ?????, ????????? ????? ??????????? ?????? ???????? ???????. ???? ????????? ??????????? ????? ????????? ???????? ?????????, ?? ?????????? ?????????, ?? ?????????? ??????????? ????????? ???????????? ?????. ???????? ????????? ??????????? ?????????? ????, ??? ?? ??????? - ??????? ?????? ??????????? ? ????????? ????????????? ????????????. ? ?????????? ????????? ?????? ????????? ??????????. ̳???????? ????? ??????? ??? ???? ????????? ??????????? ? ??????? ????????????? ????????????, ??? ?? ?????? ?????? ? ??????? ?????????? ????????????. 2. Способи загартування ??? ????, ??? ??????????? ???????????? ?????? ?? ????????? ????????? ?????? ???????????? ?? ? ??????? ?????????? ????????????. ??? ???? ? ????? ? ????????? ???????????? ?? ? ???? ? ??????? ????????????? ????????????, ?? ? ?????? ????????? ????? ???????? ???????. ???? ?????? ????????? ??????????? ? ??????? ????????????? ???????????? ?? ?????????? ??????????, ??? ?????????? ?? ??????? ????????? ??????????? ?? ????? ? ???? ??? ?????? ??????? ???????????? ????? ??????? ???????????, ??? ???????? ???????????? ???? ? ??????????? ?????? ?????????? ?????????.1. ??????????? ? ?????? ???????????? (????, ?????). ??????? - ???? ????? ????????? ??????????. ??? ?? ???????? ???????????? ?????? ?????? ????????????.2. ???????????? ? ???? ??????????? (? ???? ? ?????). ?? ??? ???????? ?? ??????? ?????? ??????????? ? ????, ?? ??????????? ????? ?????????? ????????????, ? ????? ???????????? ?? ??????????? ??????????? ? ?????. ??? ?????? ???????? ?? ??????? ??????? ???????????? ??????????, ??? ???? ???????? ??????????? ?????? ????? ????????? ???? ? ????. ???? ???????? ???? ????, ?? ??? ?????????? ??????????? ????????? ? ???????? ????????????, ? ???????????? ?? ???????????, ? ???? ???????? ??????? ??????, ?? ? ??????? ????????? ?????? ????????? ??????????.3. ????????? ????????????. ??? ??????????? ???????????? ??????? ?????? ??????????? ?????? ?? ??????? ??????????? ? ?????????? ????????? ??????????, ? ?????? ????? ???????????????? ???????? ??????? ??? ?????. ??? ???????? ? ???????? ?????????? ?????????? ?????? ????? ? ???? ???? ????? ?????????? ?? ???????????, ????? ????? ??? ?????????? ??????????? ? ???? ??? ?????. ???????? ? ???????? ?????????? ???????? ????????? ??????????? ?? ?????? ???????? ???????, ???? ??? ??????????? ??????????? ? ????, ??? ????? ???????????? ????????? ? ????????? ??? ????????? ?? ?????? ?ᒺ?? ??????, ?? ???????? ????? ??????? ?????? ?????????? ?????????. ????? ?????? ???????????? ???????????? ??? ???????????????? ??????? ???????? ?????, ??? ?? ???????? ??????? ?????????????? ?????.4. ??????????? ????????????. ??? ?????? ?????????????? ??? ???????????????? ???????, ??? ?? ????? ???????????? ???? ??????, ????? ????????? ??????????.

При ізотермічному гартуванні охолодження здійснюють у соляних ваннах з температурою розчину 220-300°С. Після витримки у соляних ваннах металохолоджують на повітрі.

??? ????????????? ???????????? ??????? ?????? ????????? ? ?????? ??????????, ??????? ?? ??????? ??????????? 350-400 ????????, ? ???? ?????????? ?? ??????? ??????????? ???????????? ????????? ? ???????? ??? ??????. ϳ??? ??????? ???????????? ?????? ???????? ????????????? ?? ???????. ??????????? ??????? ????? ?????? ???????????? ?? ????????. ??????????? ????????????? ?????????? ??????????? ?????????????, ?? ?????????? ?????? ????????? ? ?????? ?????????.5. ???????????? ? ???????? ???????. ??? ???????????? ???????????????? ??????, ?? ??????? ??????, ????????, ???????? ?????? ????? ??????? ??????????? ?? ?????????? ??????????? ???????????? ????????? ? ????????? ????????? ?? ????????. ?????????? ???????? ??? ???????? ????????? ? ???? ????????? ?????? ????? ???????????? ???? ????????????. ??? ???????? ??????????? ????????? ??????????? ?????? ????????? ??????????? ? ??????? ??䒺???? ?????????? 70-80 ????????, ?????? ???????????? ??? ??????? ?????. ????????? ??????????? ???????? ??????? ??????????? ????????? ? ????????? ? ????????? ???????????? ????? ????????????.6. ???????????? ?? ?????????????. ??? ?????? ???????????? ?????????????? ??? ???????, ??? ??????? ???? ????? ????????? ? ?????? ??????. ??? ???????? ?????? ?????????, ??????? ?????? ????????? ? ?????????? ?????????? ?????? ??????? ?????????, ????????? ????????? ??? ????????? ????????????? ??????????. ϳ??? ??????? ??????????? ???????? ??????? ????????? ?? ????????????? ?????????? ? ?? ??????? ?????, ?? ?????????? ? ????????? ???????, ???????????? ???????? ??????? ???????? ? ?? ???????. ??????????? ????????? ???????? ??????????? ?? ???????? ??????????.???????????? ????? ??????????? ????????3. Поверхневе загартування ??? ?????? ?????????????? ??? ???????, ? ???? ??????? ???? ??????????? ???????? ? ?????? ????????? (????????, ????). ??? ???????????? ???????????? ?????????? ??????????? ?? ????? ??????, ? ?????? ?? ????????. ϳ??? ?????????? ??????? ??????????? ???????????. ???? ?????????? ????? ????????? ?????? ????????. ??????? ??? ???????? ?????????? ??????????? ?????? ????? ????????? ????????????:1. ???????????? ?????????? - ???????? ???????? ???????? ?? ??????? ?????????????? ????????? ?????? ? ?????? ??????????. ϳ??? ?????????? ?????? ??????????? ? ???? ??? ?????. ??????? ????????????? ???? ???????????? ????? ???????? ? ???????? ??????????. ??????? - ???????????? ????????? ??????? ????????????? ????.2. ????????????? ????????????. ???????? ???????? ?????? ??????????? ?? ??????? ?????????? ?????'?? ???????? ????????. ??????????? ??????? ? ???? ???????????????, ??????? - ?????? ??????????? ?????'? ???????? ???????? ???????? ? ?? ???????? - ?????? ?????, ????????? ???????, ???????? ?????????, ?????? ???䳺?? ???????????, ??????? ?????????????? ????????????? ????.3. ???????????? ??? - ???????? ??????? ??????? (?????????? ????????????). ???????? ?????? ???????????? ?? ??????? ????????? ? ??? ??????? ??????? ???????. ?????? ????????? ????????? ?????????, ???????????? ?? ?????? ??????? ??????? ???????.??????????? ??????? - ?????? ?????????????? ??????? - ??????? ? ????????? ????????????, ??? ?????? ?????? ?????????? ???? ????????, ????????? ????????? ???????????????? ?????.4. ???????????? ? ??????????? ???????? ???????. ??? ????? ??????? ???????????? ???????? ???????? ???????????? ?? ??????? ?????? ?? ??? ??????????????????? ????? ??????????????. ????????????? ????㳿 ????????? ??????, ?? ???????? ?? ??????? ????????? ?????? ?????? ???? ???? ??????? ?? ??????????????. ??????????? ???????? ????? ?????????? ???????????? ?? ??????? ???????????? ????? ??????. ????????? ??????????? ????? ?? ????????. ??????????? ??????? ?????? ?? ???????? ????? ????????? ?? ?????? ??????? ??????, ??? ? ??? ?? ????????. ??? ???????? ????? ????????? ????????? ???????? ??????, ?? ???????? ?? ???????? ????????. ??????? ????????????? ???? ??????????? ?????, ??????????? ?? ???????. ??? ?????? ??????? ???????????? ???? ???? ???????? ??? ????????? ???????? ?? ???????? ? ?????? ??????.

Таблиця 2

Брак при загартуванні сталі
Тріщини			Огляд виробу, випробування на дефектоскопі, проба на фарбу, гас	Напруження, які виникають через обיємні зміни при перетворенні аустеніту в мартенсит при температурі нижче 300˚С	Брак невиправний. Для попередження слід: 1) по можливості застосовувати ізотермічне або ступінчасте загартування, а також переривчасте в двох охолоджувачах; 2) для виготовлення деталей з гострими кутами та різкими переходами перерізів застосовувати лише леговані сталі; 3) не допускати попадання води в загартувальний бак з оливою; 4) повільно нагрівати загартовані вироби при перезагартуванні та високому відпуску; 5) виточки, отвори біля країв, різкі переходи заповнювати азбестом, глиною і т.д.
Низька твердість		Вимірювання твердості	Понижена температура загартування, недостатня витримка в печі та низька швидкість охолодження	Виріб нормалізувати або відпалити і знову загартувати із дотриманням режиму
Підвищена крихкість, крупнозернистий злам		Огляд зламу, випробування на удар	Значне підвищення температури загарту-вання або занадто довготривала витримка. Перегрів, перепал	Нормалізувати або відпалити і загарту-вати. При перепалі брак невиправний
М’які плями		Визначення твердості в різних місцях	Повільне охолодження, місцеве зневуглецьовування та утворення окалини, нерівномірність величини зерна, забруднення сталі підвищеним вмістом шлаку, дотикання деталей при охолодженні	Брак невиправний, окрім випадків місцевого зневуглецьовування та забруднення шлаком. Для виправлення вироби нормалізувати та загартувати із застосуванням більш різкого охолодження або ж підвищити температуру загартування на 20…30˚С вище нормальної
Окислення та зневуглецьовування		Окислення – оглядом; зневуглецьовування – вимірюванням твердості	Сполука кисню повітря, який знаходиться в печі, з залізом при окисленні; із вуглецем при зневуглецьовуванні	При глибині більшій, ніж припуск на шліфування, брак невиправний. Для попередження браку нагрів вести в захисній атмосфері, а при відсутності її – в ящиках з чавунною стружкою (50% – свіжою і 50% – обробленої), сумішшю деревного вугілля з 5% соди і т. п. В соляні ванни для запобігання зневуглецьовуванню додають два рази на зміну мелений 75%-ний феросиліцій в кількості 150…200 г за один прийом, буру, борну кислоту, жовту кров’яну сіль або ведуть розкислення деревним вугіллям
Деформація		Перевірка розмірів	Структурні перетворення в інтервалі температур 650...500°С та нижче 300°С, які викликають деформацію	Брак переважно невиправний. Для попередження браку необхідно понизити температуру загартування, зменшити швидкість охолодження, застосовувати дрібнозернисту леговану сталь
Короблення		Перевірка биття на центрах або щупом на плиті	Невірне занурення в охолоджувальне середовище, внутрішні напруження у виробах перед нагрівом під загартування та ін.	Брак невиправний. Для виправлення браку проводиться правка в холодному або гарячому стані; шліфування, якщо короблення не вище припуску. Для попередження браку необхідне уповільнене охолодження в мартенситному інтервалі, невірне занурення в загартувальне середовище, рівномірний нагрів та відбракування кривих деталей перед загартуванням
Роз’їдання (точкове або ручаї- стоподібне) поверхні виробу		Огляд виробу	Нерівномірне утворення окалини. Дотикання зі свинцем, що розлився по черені печі. Підвищений вміст сірчанокислих солей та хімічна дія хлористих солей в соляних ваннах	Попередження браку: ретельний контроль солей для нагріву; розкислення соляних ванн засипання дзеркала свинцевої ванни деревним вугіллям; усунення окислюючої атмосфери в печах; спостереження за чистотою черені печі
Нафталіновий злам (характений для швидкорзальної сталі діамет-ром біл-ше 12 мм)		Огляд зламу	Перегартування інструменту без проміжного відпалу	Нагрів до температури 1140...1160°С з витримкою 3...8 хв, охолодження з витримкою при температурі 720-800°С протягом 15-30хв, після цього охолодження на повітрі; відпал; термічна обробка з дотриманням режиму
Брак при світлому загартуванні в розплаві лугу
Поверхня деталі темна, з кольорами побіглості	1) прогріти світлу деталь в лужній ванні і замочити її у воді; 2) нагріти деталь в соляній ванні на 150-200°С нижче температури загартування і охолодити у лузі; 3) перевірити хімічний склад соляної ванни; 4) перевірити хімічний склад лужної ванни на відсутність селітри		Недостатньо розкислена лужна ванна Недостатньо розкислена соляна ванна Ванна занадто рідкотекуча Наявність селітри у лужній ванні	Розкислити лужну ванну жовтою кров’яною сіллю Розкислити соляну ванну Додати сіль, якої не вистачає Скласти нову ванну
Наліт сажі на деталі	За зовнішнім виглядом		Лужна ванна містить надлишкову кількість жовтої кров’яної солі	Прогріти луг при робочій температурі на протязі декількох годин
Твердість нижча за потрібну	Вимірювання твердості		Не змішується луг Недостатньо води в розплаві	Забезпечити перемішування лугу --> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <-- « 1 2 » К-во Просмотров: 162 Бесплатно скачать Учебное пособие: Загартування сталей >>> Скачать <<< Меню Поиск