Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Дорожно-строительные материалы и изделия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Термическая и химико-термическая обработка сталей

Для упрочнения изделий из металлов на практике широко применяются различные термические и химико-термические способы обработки.

Термическая обработка сталей

Термической обработкой сталей называются процессы, связанные с нагревом и охлаждением сплавов, находящихся в твердом состоянии, при которых можно менять их структуру и свойства (твердость, сопротивление разрыву, предел упругости, вязкость). Процесс термической обработки складывается из нагревания изделия с той или иной скоростью до заданной температуры, выдерживания изделия при заданной температуре до полного его нагрева по всему сечению, завершения в нем фазовых превращений и дальнейшего охлаждения с различной скоростью.

Научное обоснование процессов, происходящих при термической обработке сталей, оказалось возможным благодаря открытию Д.К. Черновым «критических точек», соответствующих структурным превращениям при нагревании и охлаждении стали.

Видами термической обработки являются закалка, отпуск, отжиг и нормализация. Так как все термические процессы связаны с изменениями, происходящими в твердом растворе при нагревании, выдерживании при этой температуре и последующем охлаждении, то качество металла зависит от точности соблюдения теплового режима. Для контроля за температурой используют электрические пирометры.

Закалка — вид термической обработки стальных изделий (нагрев, а затем быстрое охлаждение), после чего металл находится в так называемом неравновесном структурном состоянии, не свойственном ему при нормальной температуре (20 °С).

При закалке сталь охлаждают в различных жидкостях, закаливающее действие которых зависит от их температуры, теплопроводности, теплоемкости и вязкости. Обычно для закалки углеродистых сталей применяют воду с температурой

12... 15 °С. Скорость охлаждения в значительной мере меняется при наличии в воде примесей. Например, примеси кислоты (особенно серной), 10%-ного раствора NaOH и NaCl увеличивают скорость охлаждения, а добавление спирта и мыла — замедляют. Замедленное охлаждение получается при использовании минеральных масел (особенно растительных).

Закалка стали увеличивает ее твердость, но резко снижает ударную вязкость и относительное удлинение. Увеличивается при этом и хрупкость. Поэтому для уменьшения хрупкости и ослабления внутренних напряжений сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Отпуск — вид термической обработки стали, осуществляемый после закалки и представляющий собой нагрев до некоторой температуры с последующим охлаждением (как правило, на воздухе или в воде). Целью отпуска является уменьшение внутренних напряжений, возникающих в изделии при закалке, и понижение хрупкости и твердости уже закаленной стали.

Отжиг — вид термической обработки, заключающийся в нагреве стали, структура которой находится в неустойчивом состоянии в результате предшествующих обработок, в выдержке при температуре нагрева и последующем охлаждении для получения структур, близких к равновесному состоянию. Цель отжига — подготовить структуру стали для улучшения ее обрабатываемости, повышения пластичности, уменьшения остаточных напряжений.

Полному отжигу подвергают сортовой прокат, фасонные изделия из углеродистой и легированной сталей.

Нормализация — вид термической обработки стали, заключающийся в ее нагреве (примерно до 750...950 °С), выдержке и последующем охлаждении на воздухе.

Нормализация стали применяется для устранения крупнозернистой структуры, полученной в результате предшествующей обработки (прокатки, ковки, штамповки), некоторого повышения прочности среднеуглеродистой стали по сравнению с отожженной, облегчения обрабатываемости резанием низкоуглеродистой стали, исправления структуры сварного соединения и уменьшения внутренних напряжений.

Нормализация широко применяется для улучшения свойств стальных отливок.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>