Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow Матеріалознавство в машинобудуванні

Термічна обробка чавуну

Чавуни піддають зміцнюючої, разупрочняется, стабілізуючої, а також графітізірующего обробці.

Зміцнююча обробка можлива для чавунів, в структурі яких присутня цементит. Чавуни, так само як і стали, піддають гарту і відпустки.

При загартуванню чавун нагрівають до температури 850 ... 950 ° С для розчинення цементиту в аустеніт. Охолодження здійснюють у воді або в маслі. В результаті гарту отримують мартенсит, троостомартенсіт або троостіг, крім яких в структурі присутній графіт. Температуру відпустки (200 ... 600 ° С) вибирають в залежності від вимог до властивостей деталі. Охолодження після відпустки проводять на повітрі.

Для деталей з чавуну можлива і изотермическая гарт. Її технологія така ж, як і для сталей, - нагрів з метою розчинення цементиту в аустеніт; ізотермічна витримка в розплаві солей при температурі трохи вище Мн (200 ... 400 ° С). Час витримки (10 ... 90 хв) має бути достатнім для ізотермічного розпаду аустеніту. Після такої закачування (відпустка не виробляється) структура чавуну є голчастий троостіт + + графіт. В результаті ізотермічного загартування підвищуються твердість і міцність.

Об'ємна гарт виконується для деталей невеликих габаритів. Для зміцнення великогабаритних деталей (наприклад, напрямні станини верстата) проводять поверхневу загартування. Нагрівання відбувається кіслородноацетіленовим полум'ям, струмами високої частоти. Температура - 900 ... 1000 ° С. Охолодження здійснюють водою або олійною емульсією. В результаті підвищуються твердість, міцність і зносостійкість поверхневого шару.

Графітізірующего обробка - отжиг білого чавуну для отримання ковкого розглянута вище.

До разупрочняется обробці можна віднести пом'якшувальний відпал (отжиг графітізірующій низькотемпературний). Його проводять для поліпшення оброблюваності різанням і підвищення пластичності шляхом тривалої витримки при 680 ... 700 ° С (нижче точки А 1 ) (див. Рис. 7.5) або повільним охолодженням виливків. Час витримки має бути достатньою для повного або необхідного часткового розпаду евтектоїдного цементиту (для сірих чавунів час витримки 1 ... 4 год, для ковких - до 60 год). В результаті такого відпалу в структурі чавунів збільшується кількість фериту, твердість при цьому знижується, різанням поліпшується.

Стабілізуюча обробка виконується для базових деталей верстатів і машин (станини, корпусу і т.п.), що визначають точність верстата, агрегату. Для цих деталей дуже важливо збереження форми і розмірів в часі. Зміни розмірів можуть відбуватися через наявність залишкових напружень, що виникли в процесі отримання виливки (внаслідок нерівномірного охолодження окремих елементів заготовки) та (або) чорновий механічної обробки, виконуваної для виливків з великими припусками. В процесі експлуатації можлива релаксація напружень (вони знижуються), що викликає деформацію деталі.

Стабілізація розмірів чавунних деталей може бути досягнута за рахунок термічної обробки, що призводить до зниження рівня залишкових напружень, або за рахунок деформаційного зміцнення чавуну.

Досить широке поширення для зняття (зниження) залишкових напружень отримав низькотемпературний отжиг (температура відпалу нижче критичної точки A1). Його виконують при 520 ... 620 ° С, час витримки залежить від маси і конструкції виливки і становить від 1 до 8 год. Нагрівання заготовки виконують зі швидкістю 70 ... 100 ° С / год; охолодження до 200 ° С після ізотермічної витримки проводять повільно, з піччю (20 ... 50 ° С / год), щоб запобігти виникненню термічних напружень, далі - на повітрі. Такий відпал не викликає фазових перетворень, він знижує залишкові напруги, при цьому практично виключаються деформації в процесі експлуатації.

Методи деформаційного зміцнення засновані на тому, що в результаті прикладених навантажень в матеріалі виливки відбуваються мікропластичної деформації, вони викликають наклеп, тобто підвищення міцності, що запобігає розвитку деформацій. На цьому принципі засновані такі технології: старіння природне, штучне та вібраційне; метод статичних перевантажень.

Природне старіння полягає в тривалому (від 3 міс. До 1,5 ... 2 років) вилежуванні попередньо грубо механічно оброблених виливків на відкритому повітрі або в неопалюваному приміщенні. При вилежуванні внаслідок постійної зміни температур (добового, сезонного) в литві виникають додаткові напруги, що викликають мікропластичної деформації і наклеп. Природне старіння - самий універсальний і надійний метод стабілізації розмірів і форми виливків, воно придатне для деталей будь-якої конфігурації і маси. Недолік - тривалість процесу.

Штучне старіння здійснюють при підвищених температурах; тривалість - декілька годин. Виливки завантажують в піч, нагріту до 100 ... 200 ° С, нагрівають до температури 550 ... 570 ° С зі швидкістю 30 ... 60 ° С / год, витримують 3 ... 5 год і охолоджують разом з піччю до 150 ... 200 ° С, а потім на повітрі.

Вібраційне старіння відбувається за рахунок впливу на виливок примусових циклічних напружень - вібрацій. Під час вібрації в литві виникають напруги, що викликають локальні пластичні деформації (наклеп) чавуну і тим самим підвищують стійкість проти подальшого викривлення. Ця технологія найбільш ефективна для деталей, що не володіють високою жорсткістю, - одновимірних або двовимірних (тобто з одним або двома переважаючими розмірами).

Метод статичної перевантаження характеризується тим, що деталь піддають дії зовнішніх напружень величиною 0,6 ... 0,75 σв. При цьому відбуваються мікропластичної деформації, тобто виникає наклеп.

Метод термоудара є деформаційно-термічних старінням і здійснюється шляхом швидкого нагрівання і охолоджування всієї деталі або її окремих ділянок. Стійкість проти викривлення підвищується за рахунок локального наклепу внаслідок пластичних деформацій, що викликаються температурними напругами. Термоудар виконують наступним чином: заготовки поміщають в піч з температурою вищою, ніж та, до якої слід нагрівати заготовку. Витримку здійснюють до тих пір, поки температура тонких стінок не досягне заданої (200..400 ° С). Потім слід досить різке (для виливків) охолодження - на повітрі. Метод найбільш ефективний для деталей високої жорсткості (тривимірних - коробчатої форми). Він не застосуємо для великогабаритних деталей, що володіють великою масою (понад 3 ... 5 т), через неможливість швидкого нагріву і охолодження.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук