Способы упрочнения металлов и сплавов выполнила студентка группы

Сущность процесса улучшения

Процессу улучшения подвергаются конструкционные улучшаемые стали трех категорий:

  1. Углеродистые. Среднее содержание, которого находится в пределах от 0,25% до 0,6%.
  2. Малолегированные. Средне суммарное содержание легирующих элементов не более 3%.
  3. Среднелегированные. Количество вводимых элементов в пределах от 3% до 10%.

При закалке деталь подвергается нагреву до температуры на 30°С ниже чем в точке Ас1. На данном этапе необходимо обеспечить сквозную прокаливаемость. В детали преобладает внутренняя структура – мартенсит.

Структура улучшаемой стали

Высокий отпуск производится при температуре от 550°С до 650°С. За счет чего структура металла переходит в сорбит и получается однородной и мелкозернистой.

Термическое улучшение металлов позволяет менять такие показатели как:

  1. Прочностные характеристики:
    1. ϬВ – предел прочности;
    2. Ϭ0,2 – предел текучести;
    3. KCU – ударная вязкость;
  1. Характеристики пластичности:
    1. δ% — относительное удлинение;
    2. ψ% — поперечное сужение;
  2. Усталостные характеристики:
    1. Ϭ-1 – усталостная прочность;
    2. Ψ-1 – предел усталости при кручении;
  3. Твердость (НВ, HRC).

Способы упрочнения металла (наклеп и нагартовка)

Создавая любую машину или механизм, люди хотят, чтобы она работала дольше, меньше подвергалась износу и реже требовала ремонта. Существует много разных технологий «продления жизни» металлическим изделиям. Различные способы упрочнения металла помогают сделать износоустойчивым само сырье.

Часто для придания металлу дополнительной прочности используют методы наклепа и нагартовки. Эти два процесса рассматривают в паре, т.к. по сути это одно и то же.

Наклеп представляет собой изменение свойств металла вследствие пластической деформации. Такая деформация происходит при температуре ниже, чем температура рекристаллизации, благодаря чему возникают изменения в кристаллической решетке вещества.

Измененная решетка имеет свои дефекты, которые выходят ближе к поверхности. Это и есть наклеп. Наклепанный металл становится твердым и прочным – и это главный плюс.

При этом материал становится менее пластичным, и он гораздо сильнее подвержен окислению.

В разных процессах к наклепу относятся по-разному. Бывает, что наклеп – нежелательный эффект. Обычно такое происходит при резке, когда края детали от нагрева резака наклепываются. Встречаются детали, на которых наклеп произошел вследствие эксплуатации (крутящиеся, нагревающиеся узлы). Существуют различные технологии, чтобы избежать наклепа или уменьшить его.

Но для определенных производств наклеп подходит очень хорошо в качестве способа упрочнения. Если нужна твердая и прочная деталь, которой не нужна растяжимость и мягкость (как например, пружине), то можно смело сделать наклеп, а точнее – нагартовку. Нагартовкой называется осознанно-сделанный наклеп, который не произошел случайно, а был сделан специально в целях упрочнения металла.

Чаще всего для достижения этой цели используют деформационный наклеп (здесь мы понимаем под этим термином нагартовку). Упрочнение происходит благодаря воздействию внешних сил. Различают центробежно-шариковый и дробеметный наклеп. В специальных установках размещают детали или заготовки.

При центробежно-шариковом методе около деталей вращается обод, из которого под воздействием центробежной силы вылетают металлические шарики, которые ударяют основной материал, формируя наклеп.

При дробеметном наклепе на поверхность воздействуют потоком дробинок, которые летают по камере с огромной скоростью.

Нагартованные детали активно используются в автомобилестроении, авиационной отрасли, при создании установок для добычи нефти. На рынке есть огромный ассортимент оборудования, позволяющего производить нагартовку деталей самых разных типов и размеров.

Определение слова «Упрочнение» по БСЭ:

Упрочнение — в технологии металлов, повышение сопротивляемости материала заготовки или изделия разрушению или остаточной деформации.У. характеризуется степенью У. — показателем относительного повышения значения заданного параметра сопротивляемости материала разрушению или остаточной деформации по сравнению с его исходным значением в результате упрочняющей обработки, а также (в ряде случаев) глубиной У. (толщиной упрочнённого слоя). У. обычно сопровождается снижением пластичности. Поэтому практически выбор способа и оптимального режима упрочняющей обработки определяется максимальным повышением прочности материала при допустимом снижении пластичности, что обеспечивает наибольшую конструкционную прочность.У. материала в процессе его получения может быть вызвано термическими, радиационными воздействиями, Легированием и введением в металлическую или неметаллическую матрицу (основу) упрочнителей — волокон, дисперсных частиц и др. (см. Композиционные материалы).У. материала заготовок и изделий достигается механическими, термическими, химическими и др. воздействиями, а также комбинированными способами (химико-термическими, термомеханическими и др.). Наиболее распространённый вид упрочняющей обработки — поверхностное пластическое деформирование (ППД) — простой и эффективный способ повышения несущей способности и долговечности деталей машин и частей сооружений, в особенности работающих в условиях знакопеременных нагрузок (оси, валы, зубчатые колёса, подшипники, поршни, цилиндры, сварные конструкции, инструменты и т.п.). В зависимости от конструкции, свойств материала, размеров и характера эксплуатационных нагрузок деталей применяются различные виды ППД: Накатка и Раскатка роликами и шариками, Обкатка зубчатыми валками, алмазное выглаживание, дорнование, гидроабразивная, вибрационная, дробеструйная и др. способы обработки.Часто ППД, кроме У., значительно уменьшает шероховатость поверхности, повышает износостойкость деталей, улучшает их внешний вид (упрочняюще-отделочная обработка). У. при термической обработке металлов обеспечивается, в частности, при закалке с последующим Отпуском. Улучшению прочностных свойств значительно способствуют и определённые виды термо-механической обработки (в т. ч. горячий и холодный наклёп). У. химико-термическим воздействием может осуществляться путём азотирования, цианирования, цементации, диффузионной металлизации (насыщением поверхности детали алюминием, хромом и др. металлами).У. обеспечивается также применением электрофизических и электрохимических методов обработки, ультразвуковой, электроэрозионной, магнитоимпульсной, электрогидравлической, электроннолучевой, фотоннолучевой, анодно-химической, электроискровой, а также воздействием взрывной волны, лазера и др. Упрочняющая обработка может быть поверхностной (например, пластическое деформирование с возникновением поверхностного Наклёпа), объёмной (например, изотермическая закалка) и комбинированной (например, термическая обработка с последующим ППД). Объёмная и поверхностная упрочняющая обработки могут вестись последовательно несколькими методами.Лит.: Гуляев А. П., Металловедение, 4 изд., М., 1966. Прочность металлов при циклических нагрузках, М., 1967. Папшев Д. Д., Упрочнение деталей обкаткой шариками, М., 1968. Елизаветин М. А., Сатель Э. А., Технологические способы повышения долговечности машин, 2 изд., М., 1969. Кудрявцев И. В., Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин, 2 изд., М., 1969. Данилевский В. В., Технология машиностроения, 3 изд., М., 1972. Картавов С. А., Технология машиностроения, К., 1974.Д. Л. Юдин.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector