Термическая обработка.

Химико-термическая обработка чугунаДля повышения поверхностной твердости и износостойкости серые чугуны подвергают азотированию. Чаще азотируют серые перлитные чугуны, легированные хромом, молибденом, алюминием. Температура азотирования 550 – 580 ℃, время выдержки 30 – 70 часов.Кроме азотирования, повышения поверхностной твердости и износостойкости легированного серого перлитного чугуна можно достигнуть газовым и жидкостным цианированием при температуре 570 ℃.Для повышения жаростойкости чугунные отливки можно подвергать алитированию, а для получения высокой коррозионной стойкости в кислотах – силицированию.Термическая обработка сплавов цветных металловАлюминиевые сплавыАлюминиевые сплавы подвергаются трем видам термической обработки: отжигу, закалке и старению.Отжиг сплавов алюминияОсновными видами отжига являются: диффузионный, рекристаллизационный и термически упрочненных сплавов.Гомогенизацию применяют для выравнивания химическоймикронеоднородности зерен твердого раствора. Для выполнения гомогенизации алюминиевые сплавы нагревают до 450 – 520℃ и выдерживают при этих температурах от 4 до 40 часов. После выдержки – охлаждение вместе с печью или на воздух. В результате этого структура становится более однородной и повышается пластичность.Рекристаллизационный отжиг для алюминия и сплавов на его основе применяют гораздо шире, чем для стали. Это объясняется тем, что такие металлы, как алюминий и медь, а так же многие сплавы на их основе, не упрочняются закалкой и повышение механических свойств может быть достигнуто только холодной обработкой давлением, а промежуточной операцией при такой обработке является рекристаллизационный отжиг. Температура рекристаллизационного отжига алюминиевых сплавов 300 – 500℃ выдержка 0,5 – 2 часа.Отжиг термически упрочненных сплавов применяют для полного снятия упрочнения, он проводится при температурах 350 – 450℃ с выдержкой 1 – 2 часа и последующим достаточно медленным охлаждением.Закалка сплавов алюминияПосле закалки прочность сплава несколько повышается, а пластичность не изменяется. После закалки алюминиевые сплавы подвергают старению, при котором происходит распад пересыщенного твердого раствора.Деформируемые алюминиевые сплавы. В закаленном состоянии дуралюмины пластичны и легко деформируются. После закалки и естественного или искусственного старения прочность дуралюмина резко повышается. Литейные алюминиевые сплавы. Для литейных алюминиевых сплавов используют различные виды термической обработки в зависимости от химического состава. Для упрочнения литейные алюминиевые сплавы подвергают закалке с получением пересыщенного твердого раствора и искусственному старению, а также только закалке без старения с получением в закаленном состоянии устойчивого твердого раствора.Магниевые сплавыМагниевые сплавы, так же как и алюминиевые, подвергают отжигу, закалке и старению.Для выравнивания химической микронеоднородности зерен твердого раствора путем диффузии слитки магниевых сплавов подвергают гомогенизации при температурах 350 – 400℃ с выдержкой 18 – 24 часа.Полуфабрикаты деформируемых магниевых сплавов подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре ≈ 350℃, а также при боле низких температурах 150 – 250℃ отжигу для снятия остаточных напряжений.Магниевые сплавы подвергают закалке, или закалке и искусственному старению. При температуре 20С в закаленных магниевых сплавах никаких изменений не происходит, то есть они не подвержены естественному старению.Медь и медные сплавыТермическая обработка меди.Деформирование меди сопровождается повышением ее прочности и понижением пластичности. Для повышения пластичности медь подвергают рекристаллизационному отжигу при 500 – 600℃, в результате которого пластичность резко повышается, а прочность снижается. Термическая обработка латуней.Они подвергаются только рекристаллизационному отжигу при 600 – 700℃ (для снятия наклепа). Охлаждают латуни при отжиге на воздухе или для ускорения охлаждения и лучшего отделения окалины в воде. Для латунных деталей, имеющих после деформации остаточные напряжения, в условиях влажной атмосферы характерно явление самопроизвольного растрескивания. Чтобы этого избежать латунные детали подвергают низкотемпературному отжигу при 200 – 300 ℃, в результате чего остаточные напряжения снимаются, а наклеп остается. Низкотемпературному отжигу особенно необходимо подвергать алюминиевые латуни, которые склонны к самопроизвольному растрескиванию. Термическая обработка бронз.Для выравнивания химического состава бронзы подвергают гомогенизации при 700 – 750℃ с последующим быстрым охлаждением.Для снятия внутренних напряжений отливки отжигают при 550℃.Для восстановления пластичности между операциями холодной обработки давлением подвергают рекристаллизационному отжигу при 600 – 700℃.Алюминиевые бронзы с содержанием алюминия от 8 до 11%, испытывающие при нагреве и охлаждении фазовую перекристаллизацию, могут подвергаться закалке. В результате закалки повышается прочность и твердость, но снижается пластичность.После закалки следует отпуск при 400 – 650 ℃ в зависимости от требуемых свойств.Также подвергают гомогенизации, а деформируемые полуфабрикаты – рекристаллизационному отжигу при 650 – 800℃.Бериллиевую бронзу закаливают в воде от температуры 760 – 780℃. При этом избыточная фаза выделиться не успевает, и после закалки сплав состоит из пересыщенного твердого раствора и обладает небольшой твердостью и прочностью и большой пластичностью. После закалки проводится отпуск (старение) при 300 – 350℃ выдержкой 2 часа.Для повышения устойчивости пересыщенного твердого раствора и облегчения закалки бериллиевые бронзы дополнительно легируют никелем.Титановые сплавы Титановые сплавы подвергают рекристаллизационному отжигу и отжигу с фазовой перекристаллизацией, атак же упрочнению термической обработкой – закалкой и старением. Для повышения износостойкости и задиростойкости титановые сплавы подвергают азотированию, цементации или окислению.Рекристаллизационный отжиг применяют для титана и сплавов для снятия наклепа после холодной обработки давлением. Температура рекристаллизационного отжига 520 – 850℃ в зависимости от химического состава сплава и вида полуфабриката.Отжиг с фазовой перекристаллизацией применяют с целью снижения твердости, повышения пластичности, измельчения зерна, устранения структурной неоднородности.Применяют простой, изотермический и двойной отжиг; температура нагрева при отжиге 750 – 950℃ в зависимости от сплава.При изотермическом отжиге после выдержки при температуре отжига детали охлаждают до 500 – 650℃ (в зависимости от сплава) в той же печи или переносят в другую печь и выдерживают определенное время, и охлаждают на воздухе.При изотермическом отжиге сокращается продолжительность отжига, а пластичность получается более высокой.При двойном отжиге детали нагревают до температуры отжига, выдерживают и охлаждают на воздухе. Затем повторно нагреваю до 500 – 650℃, выдерживают и охлаждают на воздухе. Двойной отжиг по сравнению с изотермическим повышает предел прочности при незначительном снижении пластичности и сокращает длительность обработки.Из всех видов химико-термической обработки титановых сплавов наибольшее распространение получило азотирование, осуществляемое в среде азота или в смеси азота и аргона при температурах 850 – 950 ℃ в течении 10 – 50 часов. Детали из титановых сплавов после азотирования обладают хорошими антифрикционными свойствами.ЗаключениеТермическая обработка является одной из основных, наиболее важных операций общего технологического цикла обработки, от правильного выполнения которой зависит качество (механические и физико-химические свойства) изготовляемых деталей машин и механизмов, инструмента и другой продукции. Разработаны и рационализированы технологические процессы термической обработки серых и белых чугунов, сплавов цветных металлов Перспективным направлением совершенствования технологии термической обработки является установка агрегатов для термической обработки в механических цехах, создание автоматических линий с включением в них процессов термической обработки, а также и разработка методов, обеспечивающих повышение прочностных свойств деталей, их надежности и долговечности.Список литературы1. Б.В. Захаров. В.Н. Берсенева «Прогрессивные технологические процессы и оборудование при термической обработке металлов» М. «Высшая школа» 1988 г.2. В.М. Зуев «Термическая обработка металлов» М. Высшая школа 1986 г.3. Б.А. Кузьмин «Технология металлов и конструкционные материалы» М. «Машиностроение» 1981 г.4. В.М. Никифоров «Технология металлов и конструкционные материалы» М. «Высшая школа» 1968 г.5. А.И. Самохоцкий Н.Г. Парфеновская «Технология термической обработки металлов» М. Машиностроение 1976 г.