Закалка, Отпуск - Химико-термическая обработка металлов
Закалкой называется процесс термической обработки металлов, состоящий в их нагреве и быстром (иногда постепенном) охлаждении. Закалка применяется для повышения твердости, прочности и износоустойчивости. У некоторых металлов в процессе закалки повышается пластичность. Условия закалки для различных металлов, а порой и различных изделий из одного и того же металла отличаются. Особое значение это имеет для закалки инструментов, поскольку они подвергаются различной нагрузке.
Технология закалки следующая: изделие нагревают до определенной температуры (для каждого металла температура своя) и некоторое время выдерживают. За этот период изделие равномерно прогревается. Далее следует охлаждение. Охлаждают изделие в воде, при необходимости к ней добавляют поваренную соль, которая повышает эффективность закалки. В старину на Руси мастера-кузнецы вместо поваренной соли использовали мед, а позднее сахар. Но вариант с поваренной солью обходится все же дешевле. Температура воды для закалки должна быть на уровне 27-28°. В холодной воде металл делается ломким. Чем теплее вода, тем менее эффективна закалка (металл остается мягким). Очень важно, чтобы во время охлаждения температура воды или раствора оставалась почти неизменной. Контролировать это непросто. Емкость для охлаждения должна быть такой, чтобы масса помещающейся в ней воды была в 30-50 раз больше массы закаливаемого изделия. Тогда скачки температуры воды от погружения раскаленного металла будут менее значительны. Чтобы охлаждение изделия происходило быстрее, можно перемещать его в емкости в различных направлениях.
Наиболее часто закалке подвергаются стальные изделия. Так, конструкционные стали обычно нагревают до 880-900 ° (цвет каления светло-красный). Особо твердые инструменты российская промышленность выпускает из специальных конструкционных сталей (маркировка "А") с содержанием углерода 0,25-0,7%. Эти стали обладают достаточно высокой прочностью, на которую эффективно воздействует закалка.
Конструкционные углеродистые стали используются в основном в изделиях, для которых особая прочность не требуется. Закалка мало способна повлиять на изменение твердости этой стали. Эффективна закалка и для изделий, выполненных из углеродистой инструментальной стали. Эти стали содержат 0,7-1,5% углерода и отличаются высокой прочностью. Производить закалку инструментальной стали лучше при температуре 750-760° (цвет каления темно-вишнево-красный). Для нержавеющей стали эта температура составит 1050-1100° (цвет темно-желтый), что обусловлено присутствием в ней более тугоплавких никеля и хрома.
Нагревают заготовки вначале медленно (до 500°), а затем быстро. Это необходимо для того, чтобы в металле не возникало внутреннее напряжение, зачастую приводящее к появлению трещин. Для охлаждения стали после закалки помимо раствора поваренной соли можно использовать растительное или машинное масло. Чаще всего в масле охлаждают конструкционные и инструментальные стали. Детали сложной формы сначала охлаждают в воде (до 300-400°), а затем до полного остывания оставляют в масле. Еще один фактор, говорящий в пользу масла - в масле поверхность стального изделия покрывается плотной коричневой или черной пленкой оксидов, надежно предохраняя ее от коррозии. В среднем время пребывания заготовки в охладителе рассчитывается, исходя из соотношения: одна секунда на 5-6 мм сечения изделия. Для более интенсивного охлаждения изделие, погруженное в охладитель, надо постоянно перемещать во всех направлениях.
Закалку меди производят, нагревая ее до 400°, и медленно охлаждают на воздухе. Закаленная медь приобретает твердость и тягучесть. Определить температуру меди можно при помощи кусочка медной фольги, который кладут на поверхность нагреваемого изделия. При температуре 400° над медной фольгой появляется зеленоватое пламя.
Дюралюминиевые изделия при закалке нагревают до 350-400°, выдерживают до полного прогрева всего объема, а затем охлаждают в воде комнатной температуры. Сразу после охлаждения дюралюминий становится мягким и пластичным, легко изгибается и куется. Однако через 3-4 дня его твердость, а вместе с ней и хрупкость, заметно увеличиваются.
Отпуск
Отпуск закаленных деталей позволяет в некоторых пределах снизить их хрупкость. В зависимости от температуры нагрева различают низкий, средний и высокий отпуск. Низкий отпуск применяется в основном при обработке измерительного или режущего инструмента. Закаленную сталь при низком отпуске нагревают до 150-250°, выдерживают некоторое время, а затем охлаждают на воздухе. После такой обработки хрупкость металла уменьшается, а приобретенная при закалке твердость сохраняется. Средний отпуск придает стали пружинящие свойства, при сохранении достаточно высокой прочности. При среднем отпуске заготовку нагревают до 300-500° и затем медленно охлаждают.
Высокому отпуску подвергают заготовки, у которых нужно снять все внутренние напряжения и добиться высокой пластичности. Температура высокого отпуска - 500-600°.
Температуру разогрева стальной закаленной детали при отпуске мжно определить по изменению цвета оксидной пленки:
Таблица 2.
Цвет побежалости |
Температура °С |
Серый Светло-синий Васильковый Фиолетовый Пурпурно-красный Коричнево-красный Коричнево-желтый Темно-желтый Светло-желтый |
330 220 |
Похожие статьи
-
Термическая обработка металлов, Отжиг - Химико-термическая обработка металлов
Отжиг Отжиг металла производят для снятия внутрикристаллического напряжения, вследствие чего уменьшается твердость металла. При обработке во время ковки...
-
Термомеханическая обработка металлов - Химико-термическая обработка металлов
Термомеханическая обработка металлов (ТМО), совокупность операций деформации, нагрева и охлаждения (в различной последовательности), в результате которой...
-
Азотирование - Химико-термическая обработка металлов
Цель азотирования -- придание поверхностному слою деталей высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости. Азотирование осуществляется при...
-
Химико-термическая обработка металлов, Цементация. - Химико-термическая обработка металлов
Целью химико-термической обработки является получение поверхностного слоя стальных изделий, обладающего повышенными твердостью, износоустойчивостью,...
-
Неполный отжиг, Лазерная резка металла - Механическая обработка металлов
Неполный отжиг доэвтектоидной стали проводят при нагреве до температур выше Ас1 , но ниже Ас3 . При таких температурах происходит частичная...
-
Диффузионная металлизация - Химико-термическая обработка металлов
Наиболее распространенными видами диффузионной металлизации являются алитирование, хромирование, силицирование. Алитирование представляет собой...
-
Введение - Химико-термическая обработка металлов
Термической обработкой называют процессы, связанные с нагревом и охлаждением, вызывающие изменения внутреннего строения сплава, и в связи с этим...
-
Волочение металла - Технология обработки металлов давлением
Волочение металла -- это протягивание изделия круглого или фасонного профиля через отверстие волочильного очка (волоку), площадь выходного сечения...
-
Термической обработкой стали называется совокупность технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения в твердом состоянии с целью изменения ее...
-
Цианирование - Химико-термическая обработка металлов
Цианирование -- насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом; оно бывает жидкостным и газовым. Жидкостное цианирование производится в...
-
Металлы: процессы обработки Металлы и многочисленные по составу и назначению сплавы металлов широко применяются в народном хозяйстве. Они имеют огромное...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Термомеханическая обработка металла - Технология обработки металлов давлением
Успехи машиностроения, строительства и других отраслей промышленности в значительной мере определяются достижениями в области металлургического...
-
Таблица 4 - Режимы термообработки Операция T, °С Охлаждающая среда HRC Цементация 930 Охлаждение медленное в колодцах или ящиках Закалка 820 - 840...
-
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Ковка и штамповка металла - Технология обработки металлов давлением
Ковка и штамповка металла включает такие процессы получения изделий, как ковка, объемная горячая штамповка и штамповка листового и пруткового материала в...
-
Введение - Технология обработки металлов давлением
Развитие народного хозяйства страны в значительной мере определяется ростом объема производства металлов, расширением сортамента изделий из металлов и...
-
РАСШИФРОВКА МАРКИ СТАЛИ - Разработка технологического процесса термической обработки детали
Сталь марки 18Х2Н4ВА : хромоникелевая конструкционная легированная сталь с содержанием углерода 0,18%, до 2% хрома, 4 % никеля и 1% ванадия....
-
Обработка металла аргоном. - Производство стали
После выпуска стали из печи через объем металла в ковше продувают аргон, который подают либо через пористые пробки, зафутерованные в днище, либо через...
-
Понятие о сплавах - Металлы и их свойства
Характерной особенностью металлов является их способность образовывать друг с другом или с неметаллами сплавы. Чтобы получить сплав, смесь металлов...
-
Общая характеристика металлов - Металлические сплавы как основа конструкционных материалов
Физические свойства металлов и сплавов 1) Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В...
-
Для контроля качества термической обработки концов проверяют твердость поверхности закаленных концов на обоих концах трех рельсов каждой плавки на прессе...
-
Прокатка металлов - Технология обработки металлов давлением
Прокатка металлов является таким видом пластической обработки, когда исходная заготовка обжимается вращающимися валками прокатного стана в целях...
-
Другие металлы - Материалы для изготовления ювелирных украшений
Сталь -- сплав, получаемый переплавкой передельного чугуна; существует множество сталей различного назначения. В ювелирном деле нашли применение...
-
Санитарные требования к тепловой обработки продуктов - Приготовление горячего блюда "Гуляш"
В результате тепловой обработки в продуктах происходят различные процессы, изменяющие их консистенцию, вкус, запах. Физиологический эффект такой...
-
Резанье металлов - это обработка путем снятия стружки. В процессе обработки рабочее движение сообщаемое заготовке и режущему инструменту обеспечивает...
-
Свойства титана Титан - металл серого цвета. Он имеет две полиморфные модификации. Отличительными особенностями являются хорошие механические свойства,...
-
Для тушения мяса порционными и мелкими кусками используют мякоть задней и передней ног и покромки говяжьих туш, грудинку и лопатку баранины, телятины....
-
Коррозия металлов - Металлы и их свойства
Почти все металлы, приходя в соприкосновение с окружающей их газообразной или жидкой средой, более или менее быстро подвергаются с поверхности...
-
Физические свойства металлов - Металлы и их свойства
С внешней стороны металлы, как известно, характеризуются прежде всего особым "металлическим" блеском, который обусловливается их способностью сильно...
-
В большинстве случаев металлографический образец "непрозрачен" для электронов. Поэтому с помощью электронного микроскопа просвечивающего типа невозможно...
-
Методы получения аморфных металлов - Принцип получения аморфных материалов
Сверхвысокие скорости охлаждения жидкого металла для получения аморфной структуры можно реализовать различными способами. Общим в них является...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
Новые технологии производства и обработки стали - Новые технологии производства чугуна и стали
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Формование, Термическая обработка - Товароведение и экспертиза качества вареных колбасных изделий
Включает наполнение колбасных оболочек или форм фаршем, вязку батонов, накладывание скрепок на их концы. Используют натуральные кишечные или...
-
1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия Рисунок 1 - Кривая нагревания алюминия Фаза б - первичный твердый раствор,...
-
Особенности механизации и автоматизации сборочных работ Недостаточно высокий уровень механизации и автоматизации сборочных работ в машиностроении...
-
Отделка и художественная обработка ювелирных изделий - Ювелирное дело
Ювелирные изделия декорируют различными способами: золочением и серебрением, оксидированием, анодированием, гравировкой, чернением. А также нанесением...
-
Кулинарная обработка включает ряд процессов по холодной обработке пищевых продуктов, приготовлению полуфабрикатов, тепловой обработке пищевых продуктов и...
-
Сварка плавлением - Процессы сварки металлов плавлением
Сварка плавлением осуществляется нагревом свариваемых кромок до температуры плавления без сдавливания свариваемых деталей. При нагреве с повышением...
Закалка, Отпуск - Химико-термическая обработка металлов