Основные процессы термической обработки

Термической обработкой металлов и сплавов называют процесс изменения их внутреннего строения (структуры) путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения в определенных условиях с целью получения необходимых свойств.

Отжигом называют операцию нагрева стали до определенной температуры с выдержкой при этой температуре необходимое время, а затем медленным охлаждением вместе с печью.

Отжиг повышает обрабатываемость стали резанием и давлением, уменьшает внутренние напряжения, в процессе механической обработки и др.

Нормализацией называют операцию нагрева стали до определенной температуры (в зависимости от ее марки) с выдержкой и последующим охлаждением на воздухе.

Нормализации подвергают штампованные или кованые заготовки из углеродистой и легированной стали с целью улучшения микроструктуры, повышения механических свойств и подготовки к последующей термической обработке. Кроме того, нормализацией снимают напряжения в сварном шве.

Закалкой называют операцию нагрева, стали до температуры несколько выше критической с быстрым охлаждением в воде, масле и др.

Этот процесс используют для придания стали повышенной прочности, износостойкости и других свойств, повышающих надежность и долговечность деталей. Закалке подвергают стали с содержанием углерода более 0,3%.

В зависимости от способа нагрева получают закалку объемную или поверхностную.

Поверхностной закалкой трущимся поверхностям придают высокую твердость, оставляя вязкой и мягкой сердцевину деталей. Очень хороший результат дает поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ), имеющая следующие достоинства:

Ø можно регулировать толщину закаливаемого слоя в пределах 0,5-2,5 мм;

Ø благодаря быстроте нагрева коробление деталей незначительно;

Ø почти нет окалины;

Ø нагревают и закаливают только те участки поверхности деталей, которые требуют термообработки;

Ø термообработка протекает не только ускоренно, но и обеспечивает высокое качество закалки при малой стоимости;

Ø обеспечивается возможность полной автоматизации процесса закалки.

Цементацией называют процесс химико-термический обработки, при котором происходит насыщение поверхностного слоя стали углеродом с целью получения после закалки и низкотемпературного отпуска прочного и износостойкого поверхностного слоя деталей.

Цементация заключается в нагреве стальных деталей до 900-940°С в науглероживающей среде (твердом карбюризаторе, жидкостной и газовой), выдержке при этой температуре в течение времени, необходимого для получения определенной глубины науглероженного слоя, и последующем медленном или быстром охлаждении. Цементации подвергают зубчатые колеса, пальцы, оси, валы, шпиндели и другие детали машин, изготовленные из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода до 0,25-0,3%. Для предохранения отдельных мест деталей от цементации их изолируют омеднением или специальными пастами.

В некоторых случаях такие места выполняют с превышающим глубину цементации припуском, который затем снимают механической обработкой перед закалкой. Цементированные и затем закаленные поверхности деталей подвергают последующей механической обработке шлифованием в соответствии с требуемой посадкой.

Азотированием называют процесс химико-термической обработки, при котором происходит насыщение поверхностного слоя стали азотом.

Азотирование, повышающее твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и усталостную прочность детали, ведется в атмосфере аммиака при 500-бОО^С с выдержкой при этой температуре, зависящей от требуемой глубины насыщаемого слоя, и медленным охлаждением.

Процесс азотирования отличается значительной продолжительностью. При требовании максимальной поверхностной твердости и минимальной деформации (для нагруженных деталей сложной конфигурации) азотирование может длиться до 80 ч.