ФМ окулык казакша

Сур.15.1.Цементтерілген қабаттың құрылымы

Бұйымның бетінде перлиттен және цементиттен тұратын эвтектоидтан кейінгі шойын қабаты пайда болады.Беткі қабаттың жойылуына байланысты көміртегінің мөлшері азаяды және келесі бет перлиттен ғана құралады. Содан кейін ферриттік түйіршіктер пайда болады, олардың мөлшері бетті қабаттың жойылуына байланысты көбейеді. Сонында, бұйымның құрлымы бастапқы құрамға сай келеді.

Цементтендіруден кейінгі термиялық өңдеу.

Цементтендірудің нәтіжесінде кескін жерінде көміртек тиімді үйлестіріледі. Цементтендірілген бұйымның құрамын келесі термиялық өңдеуден кейін толығымен түзіледі.Барлық бұйымдар төмен жұмсартумен шынықтыруға ұшырайды. Шынықтырылғаннан кейін цементтерілген бұйым жоғары қаттылыққа, тозуға төзімді болады, және контакты шыдамдылығтың шегі өседі және тұтқырлығын сақтап иілу кезіндегі шегі жоғарлайды. Термиялық өңдеудің комплексі материалдын және бұйымның қолдануынан тәуелді болады. Әртүрлі термиялық өңдеудің комплексті графиктері 15.2- суретте келтірілген.

Сур.15.2.Цементтендірілген бұйымның термиялық өндеудің режимі

Егер болат үсақ дәнді немесе бұйым жауапсыз қолданылатын болса, бір ретте шынықтыру 820-8500 С t арасында жүргізіледі.

Сонымен қатар,цементтендірілген қабатта жоғары көміртекті мартенсит алынады және де бөлшектеп қайта кристалдандыруын және дәннің өзегінің ұсақталуын қамтамасыз етеді.

83

Газбен цементтендірілген кезде мына процесс біткенде осы температураға дейін суытады, кейін шынықтыру жүргізіледі.

Цементтендірілген бұйымдардың жоғары механикалық қасиеттеріне жеткізу үшін 2-рет шынықтыу қолданады:

-Бірінші шынықтыру 880-9000 С температура аралықында құрылым өзегін түзеу үшін жүргізіледі.

-Екінші рет шынықтыру 760-7800 С температура аралығында беткі қабатта ұсақ ине тәрізді мартенситті алу үшін жүргізіледі.

Термиялық өндеудің соңғы операциясы ретінде 150-1800C аралығында жүргізілетін төменгі жұмсарту болып саналады.

Жұмсарту соңында беткі қабатта жасытылған мартенситті құрылым алынады және аз ғана мөлшерде кернеуді азайтады.Цементтендіруге ұшырайтындар:тісті дөңгелектер, поршеньді сақиналар, червяктар, осьтер, роликтер.

Азоттандыру.

Азоттандырубеткі қабаты азотпен қанықтыратын химикотермиялық өңдеу. Ең бірінші рет азоттандыруды Чижевский И.Л.өндірісте 20 жылдары қолданды. Азоттандыру кезінде тек қана қаттылық пен тозуға төзімділік жоғарламайды,сонымен қатар коррозияға төзімділігі өседі. Азоттандыру кезінде бұйымды белгілі бір жылдамдықпен аммиак NH3 келетін герметиялық пешке салады.Қыздыру кезінде аммиак мына реакция бойыша диссоциаланады: 2NH3=2N+3H2. Атомдық азот бұйым беті сіңіріп және түбіне диффундіріледі. Көміртекті болаттардың азоттандырылган қабатта алынған фазалар жоғары қаттылықты қамтамасыз етпейді және морт сынғыш қабат түзеді. Азоттандыру үшін құрамды алюминий,молибден,хром,титан бар болаттар құрылады. Бұл элеметтердің нитридтері дисперсті және жоғары қаттылық пен термиялық тұрақтылыққа ие болады. Типтік азоттандырылған болаттар:38 ХМЮА, 35ХМЮА,30 ХТ2Н3Ю.

Азоттандырылған қабаттың тереңдігі мен беткі қаттылығы кейбір факторларға байланысты оның ішінде негізгілері: азоттандыру температурасы,азоттандыру ұзақтығы және азоттандырылатын болаттың құрамы.

Детальдардың жұмыс істеу шартына байланысты азоттандыру келесілерге бөлінеді: 1.Бетінің қаттылығын және тозуға төзімділігін жоғарлату 2.Коррозияға қарсылығын жақсарту (антикоррозиялық азоттандыру)

Бірінші жағдайда үрдіс 500...560°С температурада 24...90 сағат бойы жүргізіледі,себебі азоттандыру жылдамдығы 0,01мм/сағ құрайды.Беткі қабаттағы азоттың құрамы 10...12% құрайды,ал қабат қалыңдығы(Һ)-0,3...0,6мм.Бетінің қаттылығы шамамен 1000 HV.Салқындау пешпен бірге аммиак ағынында жүргізіледі.

Иондық азоттандыру кезінде азоттандырудың уақыты барынша қысқарады.Катод(детальмен) және анод иондарының арасында бықсу разряды пайда болады.Азотқұрамдас газдар иондалады,және иондар катодтың бетін бомбылайды,оны қанығу температурасына дейін қыздырады.Катодтық шаңдану 1100...1400 В қысыммен 5...60мин бойы орындалады және қысымы 0,1...0,2 мм рт.ст, ал жұмыстық қысым 400...1100 В,үрдістің ұзақтылығы 24 сағатқа дейін.

Антикоррозиялық азоттандыру легирленген және көміртекті болаттарда жүргізіледі. Азоттандыру температурасы 650...700°С,үрдіс ұзақтығы -10 сағат.Бетінде коррозияға қарсы жоғары төзімділікке ие ε- фаза қалыңдығы 0,01...0,03 мм қабат пайда болады (ε-фаза- гексагональді торға ие, темір нитридінің Fe3N негізіндегі қатты ерітінді).

Азоттандыру ақырғы механикалық және термиялық өңдеуден өткен дайын бұйымда жүргізіледі.

Азоттандырудан кейін бұйым өзегінде жоғары беріктікке және тұтқырлыққа ие сорбит құрылымын сақтайды.

Цианирлеу және нитроцементтендіру.

Цианерлеубеті бір уақытта көміртек және азотпен қанығатын химиятермиялық өңдеу.Ол цианисті тұз балқытылған ваннада жүргізіледі,мысалы NaCN-тың NaCL,BaCL

84

тұздарының қосылуымен және т.б.Цианисті натрийдің тотығуында атомдық азот және

Үрдістің ұзақтығы 0,5...2 сағат.

Жоғары температуралы цианирлеу – 800...950°С температурасында,және 0,6%...1,2%

көміртегі бар болаттың қанығуымен жүргізіледі(сұйық цементтелу).Цианерлеу қабатындағы азоттың құрамы 0,2...0,6%, ал қабаттың қалыңдығы 0,15…2 мм.Бұйым цианирленгеннен кейін төмен жұмсаруға және шынықтыруға ие болады.Жобаланған қабаттың ақырғы құрылымы Fe2(C,N) карбониттердің жуқа қабатынан,сосын азоттық мартенситтен құралады.

Цементтендіруді жоғары температуралы цианерлеумен салыстырғанда жоғары жылдамдықпен жүреді,бұйымды аз деформацияға әкеліп соқтырады, тозуға қарсыласады және жоғары қаттылыққа ие.

Төменгі температуралы цианерлеу- 540...600°С температурасында болаттың азотпен қанығуымен жүргізіледі.Бұл үрдіс бұйымдарға тезкезкіш,жоғары хромды болаттардан жасалады.Ақырғы өңдеу болып табылады. Цианирлеудің негізгі кемшілігі болып цианисті тұздардың ұлы болып келуі.

Нитроцементтендіру- цементтендірілетін газдан және диссоциацияланатын аммиактан тұратын газ тәріздес құймада жүргізілетін цианерлеу.

Газдың құрамы және үрдіс температурасы жоспарланған қабатта көміртек пен азоттың

жүргізіледі.Құрамында аммиак мөлшері жоғары көміртекті және аз легирленген болаттардан жасалатын бұйымдар машина жасауда қолданылады.Шынықтырудың төменгі жұмсаруымен жүруі ақырғы термиялық өңдеу болып табылады.Қаттылығы 56...62 HRC.

ВАЗ-да бұйымның 95% нитроцементтендіруге ұшырайды.

Төменгі температуралы нитроцементтендіруге термиялық өңдеуден кейінгі тезкескіш болаттардан жасалатын бұйымдар ұшырайды.Үрдіс 530...570°С температурада 1,5...3 сағат бойы жүреді.Қаттылығы 900...1200 HV, қалыңдығы 0,02...0,004 мм болтын беткі қабат түзіледі.

Диффузионды металдандыру.

Диффузионды металдандыру болаттан жасалатын бұйымның беті әртүрлі:алюминимен, хроммен, кремниймен, бормен және т.б. элементтермен қанығатын химия-термиялық өңдеу.Хроммен қанықса үрдісхромдандыру, алюминийменалитирлендіру, кремнийменсилицендіру, бормен – борландыру деп аталады.

Диффузиоды металдандыруды қатты, сұйық және газ тәрізді ортада жасауға болады. Қатты диффузионды металдандыруда металдаушы болып құрамында хлорлы аммониясы

болады.Сондықтан, бірдей температураларда диффузиондық қабат цементация кезіндегіге қарағанда он және жүз есе жұқа болып келеді.

Диффузионды металдандыруұзақ уақыт бойы және жоғары температуралар аралығында(1000...1200°С) болатын,қымбат тұратын үрдіс болып саналады.

85

Металдандырылған беттің негізгі қасиеттерінің бірі болып ыстыққа төзімділігі болып табылады.Жұмыстық температура үшін 1000...1200°С ыстыққа төзімді металдар қарапайым көміртекті металдардан жасалады.

Бақылау сұрақтары.

1.Химия –термиялық өңдеу дегеніміз не?

2.Химия – термиялық өңдеудің негізгі параметрлері

3.Химия –термиялық өңдеу үрдістері

4.Цементтендіру

5.Қатты карбюризаторда цементтендіру

6.Газбен цементтендіру

7.2-рет шынықтыру не үшін қолданылады?

8.Шынықтыру қандай температураларда жүреді?

9.Азоттандыру дегеніміз не?

10.Цианерлеу, оның түрлері

11.Нитроцементтендіру және оның түрлері

12.Диффузиондық металдандыру

Глоссарий

1.Цианерлеубеті бір уақытта көміртек және азотпен қанығатын химиятермиялық өңдеу. 2.Диффузионды металдандыру болаттан жасалатын бұйымның беті әртүрлі:алюминимен, хроммен, кремниймен, бормен және т.б. элементтермен қанығатын химия-термиялық өңдеу 3.Азоттандырубеткі қабаты азотпен қанықтыратын химикотермиялық өңдеу.

4.Цементтендіру - болат детальдардың беткі қабатын 900...950 0С температураға дейін көміртекпен диффузиялык қанықтыру үрдісі.

5.Химиятермиялық өңдеу дегеніміз - детальдардың беткі қабаттарының қасиеттерін, микроқұрылымын және химиялық құрамының өзгеру үрдісі.

16 Дәріс Металдарды беріктендіру әдістері.

1.Болатты термомеханикалық әдісімен өңдеу;

2.Болат бөлшектердің беткі қабаттарын беріктендіру;

3.Жоғары жиілікті токтармен шыңдау;

4.Газды жалынды шыңдау;

5.Тозу

6.Болаттың тозуы;

7.Болатты салқынмен өңдеу;

8. Пластикалық деформация әдісімен беріктендіру.

Болатты термомеханикалық өңдеу

Беріктендіріп өңдеу технологиялық процесстерінің бір түрі - термомеханикалық өңдеу (ТМӨ) болып табылады. Термомеханикалық өңдеу материалдардың құрылысы мен құрылымын өзгертудің комбинациялық әдісіне жатады.

Негізінен пластикалық деформация және термиялық өңдеу термомеханикалық өңдеу әдісіне кіреді (алдын-ала деформацияланған аустениттік құрылымдағы болаттың шыңдалуы).

Термомеханикалық өңдеу негізінен металлдың беріктігін арттырғанда оның пластикалығының төмендуіне және соғылымды тұтқырлығы шыңдалудан кейінгі соғылымды тұтқырлықпен салыстырғанда 1,5-2 есе жоғарылауына негізделген.

Деформация жүретін температураға байланысты термомеханикалық өңдеу жоғары температуралы термомеханикалық өңдеу (ЖТТМӨ) және төменгі температуралы термомеханикалық өңдеу (ТТТМӨ) болып бөлінеді.

86

Жоғары температуралы термомеханикалық өңдеудің негізі болатты аустениттік құрылымға дейінгі температураға дейін (А3-тен жоғары ) қыздырумен сипатталады. Осы температурада болат деформацияланып, аустениттік құрылымға өтеді. Осындай аустениттік құрылымдағы болат шыңдалады (16.1 а –сурет).

Жоғары температуралы термомеханикалық өңдеу қауіпті температура интервалындағы жасытылған сынғыштықты толығымен жояды және бөлме температурасында соғылымды тұтқырлықты тез жоғарылатады. Салқынға сынғыштыққа тепмпературалық өтуі төмендейді. Жоғары температуралы термомеханикалық өңдеу сынғыштықты азайтады және термиялық өңдеу кезіндегі сынықтардың пайда болуына сезімталдықты төмендетеді.

16.1-сурет. Болатты термомеханикалық өңдеуден өткізу схемасы: а – жоғары температуралы термомеханикалық өңдеу (ЖТТМӨ); б – төмегі температуралы термомеханикалық өңдеу (ТТТМӨ).

Жоғары температуралы термомеханикалық өңдеуді көміртекті, легирленген, конструкциялық, серіппелі және инструментальді болаттарды өңдеуде жиі қолданады. 100-2000С температурада жасыту болаттың беріктігін сақтау үшін жүргізіледі.

Төменгі температуралы термомеханикалық өңдеу (аусформинг).

Болатты аустениттік құрылымға дейін қыздырады.Сосын жоғары температурада ұстайды да,кейін мартенситтік өзгерістің басталар температурасынан жоғары температурада (400-6000С) салқындатады, бірақ бұл температура қайыра кристалдану(рекристаллизация) температурасынан төмен болуы керек, және де кейін осы температурада қысыммен өңдеуді және шыңдауды жүзеге асырады (16.1 б -сурет).

Төменгі температуралы термомеханикалық өңдеу болаттың беріктігін жоғарылатқанымен, жасытылған сынғыштықты азайта алмайды. Сонымен қатар, ол жоғары дәрежелі деформацияда (75...95%) жүзеге асырылатын болғандықтан, оған қуаты үлкен қондырғы қолданылады.

Төменгі температуралы термомеханикалық өңдеуді орташа көміртекті легирленген мартенситтік шыңдалған екілік аустенитті тұрақтанған болатта қолданады.

Термомеханикалық өңдеуде беріктіктің жоғарылауы деформация нәтижесінде аустенитте дәндердің (блоктардың) ұсақталуына негізделген. Қарапайым шыңдалумен салыстырғанда блоктардың өлшемдері 2-4 есе кішірейеді. Сонымен қатар дислокация тығыздығы жоғарылайды. Шыңдалғаннан кейін аустенитте ұсақ мартенситтік пластинкалар пайда болады, кернеу төмендейді.

Термомеханикалық түрлі өңдеуден өткен машина жасау болаттарының механикалық қасиеттері келесідей сипатталады (16.1-кестені қараңыз).

16.1-кесте. Термомеханикалық өңдеуден кейінгі болаттардың механикалық қасиеттері.

87

Термомеханикалық өңдеуді басқа да құймаларда қолданады.

Болат бөлшектердің беткі қабаттарын беріктендіру.

Конструкциялық беріктік көбіне материалдың беткі қабатына тәуелді болады. Беттік шыңдау – болат бөлшектердің беттік беріктенуінің бір әдісі болып табылады.

Беттік шыңдау нәтижесінде бөлшектердің беткі қабатының қаттылығы жоғарылайды. Беттік шындалудың барлық түрлері үшін шыңдалу температурасына дейін бұйымның беттік қабатының қызуы мен жедел кезекті суытылуы ортақ болып табылады. Бұл тәсілдер детальді қыздыру әдісімен ерекшеленеді. Қыздыру тереңдігі арқылы беттік шыңдалу

кезіндегі шыңдалған қабат қалыңдығы анықталады.

Оттекті - газ әрі оттекті - керосин жалынды қыздыруымен, газжалынды шыңдалу және бұйымдарды жоғары жиілікті токтармен (ЖЖТ) қыздыру, электротермиялық шыңдалу көптеген таралуларға ие.

Жоғары жиілікті токтармен шыңдалу.

Әдіс совет ғалымы В.П.Вологдинмен зерттелген.

Негізі мынада, егерде ауыспалы магниттік өріске, индуктор - өткізгіштерден пайда болатын, метальдық детальды орнатылса, оның ішіндегі индукцирленген құйын тәрізді токтар, металл қызуын тудырады. Токтың жиілігі артқан сайын, шыңдалған қабат қалындығы жіңішкере туседі.

Әдетте, 50…..15000 Гц жиіліктегі машиналық генераторлар және Гц-тен жоғары жиіліктегі лампалық генераторлар қолданылады. Шыңдалған қабаттын қалындығы – 2 мм дейін.

Индукторлар мыс түтіктен дайындалып олардың ішінде су айналымы жүреді және олар оны қызып кетуден сақтайды. Индуктор пішіні біздің бұйымымыздың пішініне сәйкес келеді, сол себепті бұйымның сыртқы қабатымен индуктор арасында бос саңылау тұрақтылығы болуы шарт.

Шыңдалу процесінің технологиялық сұлбасы 16.2 – суретте көрсетілген.

16.2 – сурет. ЖЖТ шыңдалу процесінің технологиялық сұлбасы.

88

Қыздырылғаннан кейін 3….5 с аралығында индуктор (2) деталь (1) тез арада арнайы суытқыш қондырғылар – скреперге (3) ауыстырылады да, саңылау арқылы қыздырылған қабатқа шыңдалған сұйықтық шашырайды.

Жоғары қыздыру жылдамдығы аса жоғары температура аймағында фазалық ауысуын араластырады. Шыңдалу температурасын жоғары жиілікті токтармен қыздырғанда кәдімгі қыздырумен салыстырғанда жоғары болуы қажет.

Дұрыс қыздырылу режимінде суытылғаннан кейін ұсақ ине тәріздес мартенсит құрылысы пайда болады. Қаттылығы кәдімгі шыңдалумен салыстырғанда 2….4 HRC өседі және тозуы мен төзімділік шегі артады.

Шыңдалу алдында ЖЖТ бұйымдар нормализациялауға ұшырайды, ал төменгі шыңдалудан соң 150….200С температурада өздігінен жүмсартылады.

Құрамында 0,4% жоғары көміртегі бар болаттан жасалған бұйымдар үшін бұл әдісті қолдану әлдеқайда пайдалы.

Әдістің артықшылығы:

●Жоғары үнемділігі, барлық бұйымдарды қыздырудың қажеті жоқтығында; ●Механикалық қасиеттері әлдеқайда жоғары; ●Көміртексіздендірудің жоқтығы мен детальдың беттің тотықсыздануында; ●Шыңдалған жарықтардың пайда болуы мен брактардың азаюы.

●ЖЖТ шыңдалуды қолдану легирленген болаттарды тым арзан көміртектіге ауыстыруға мүмкіндік береді.

●Бұйымның белгілі бір аумағында шыңдалу жүргізуге мүмкіндік береді.

Әдістің ең басты кемшілігі – индукторлармен индукциялық қондырғылардың жоғары құндылығы.Жалпы және жеке өндірісте мақсатқа сай қолданылуы.

Газ жалынды шыңдау.

Қыздыру 3000......3200С температурада ацетелиндікоттегімен, газдыоттекпен және

керосинді – оттегі жалынының көмегімен іске асырылады.

Шыңдалудан кейінгі беттік қабаттың құрылысы мартенситтен, мартенсит пен ферриттен тұрады. Шыңдалған қабаттың қалыңдығы 2....4 мм, ал қаттылығы 50...56 HRC.

Бұл әдіс күрделі құрылысқа ие болатты және шойынды, прокатты валдық шыңдалу үшін және ірі бұйымдарды шыңдауға қолданылады. Бұлар жөндеу жұмыстарымен қатар, жалпы және жеке өндірісте қолданылады. Ірі бұйымдарды қыздыру кезінде қыздырғыштармен, салқындатқыш қондырғылар бұйымның ішкі бетіне орнатылады, немесе

– керісінше. Әдістің кемшіліктері: ●Өнімділігі төмен;

●Қыздыру температурасымен шыңдалған қабат қалыңдығын реттеуі қолайсыз (шамадан тыс қыздырылуы мүмкін).

Тозу

Жасыту – шыңдалуға ұшыраған полиморфтық ауыстырулары бар құймаларға қолданылады.

Полиморфтық ауыстырулары жоқ шыңдалуға қолданылатын материалдар – тозулер. Полиморфтық ауыстырулары жоқ шыңдалу – тым төмен температуралық жағдайда бақылайтын, тым жоғары температурадағы құймаға сәйкес келетін, термиялық

өңдеу.(қаныққан қатты ерітінді).

Тозу – басты процесі қаныққан қатты ерітіндіні ыдырату болып табылатын,термиялық

өңдеу.

Тозу нәтижесінде шыңдалған құйма қасиеттерінде өзгерістер өтеді.Жүмсартумен салыстырғандағы ерекшелігі, тозуден кейін қаттылығы мен беріктігі артып, пластикалығы (майысқақтығы) төмендейді.

89

Тозу ауыспалы артық фазалы ерігіштігі бар құймамен, ал беріктенуы тозу кезіндегі дисперсионды бөліну нәтижесінде қаныққан қатты ерітіндінің ыдырауы мен осы кездегі ішкі кернеудің пайда болуымен байланысты.

Ескірген құймаларда қатты ерітінділерді бөліп шығыуы келесідей негізгі формада кездеседі: ●Жұқапластинка тәрізді ; ●Біркелкі (сфералық немесе кубтық); ●Инетәрізді;

Бөлінулер формалары бәсекелес факторлармен анықталады: беттік энергия және минимумға ұмтылатын серпінді деформация энергиясымен.

Тең өсті бөлінулер үшін беттік энергия төмен болады. Жұқа пластинка тәрізді бөлінулер үшін серпінді бүлінулер энергиясы төмен болады.Тозудың негізгі бағытталуы – беріктікті жоғарлату және қасиеттерді тұрақтандыру.

Тозудың табиғи, қолдан жасалған және пластикалық деформациядан кейінгі деген түрлері болады.

Табиғи тозу деп қалыпты температуда ұстаған кездегі шымдалған қорытпаның өздігінен беріктігінің жоғарлауы мен пластикалыгының төмендеуін айтады.

Қорытпаны қыздыру атомдардың қозғалысын тездетеді, ал бұл жағдай үрдісті үдетеді. Беріктікті жоғары температуларда ұстау арқылы жоғарлату қолдан жасалған тозу деп

аталады.

Тозудың ұзақтығы артқан сайын қорытпаның беріктік шегі, аққыштық шегі және қаттылығы жоғарлайды, максимумына дейін жетіп одан соң төмендейді(қайта тозу құбылысы).

Табиғи тозу кезінде қайта тозу болмайды. Температура жоғарлаған сайын қайта тозу тезірек жетіледі.

Егер құрылымы аса қаныққан қатты ерітіндіге тән шымдалған қорытпаны пластикалық деформацияға ұшыратса, онда бұл тозу кезінде жүретін үрдістерді үдетеді – бұл деформациялық тозу .

Тозу аса қаныққан қатты ерітіндідегі барлық үрдістерді қамтиды: бөлінуді дайындайтын үрдістерді және сол бөліну үрдістерінің өздерін.

Тәжірибе үшін инкубациялық кезең үлкен маңызға ие - бұл жоғары пластикалық сақталып, шымдалған қорытпада дайындық үрдістері орындалатын уақыт ағымы.

Бұл шымдаудан кейін суық деформация жүргізуге мүмкіндік береді.

Егер тозу кезінде тек қана бөліну үрдісі жүретін болса, онда құбылыс дисперсионды тозу деп аталады.

Аз көміртекті болаттарда тозудан кейін беріктік жоғарлайды және пластикалық төмендейді, бұл ферриттегі үшіншілік цементит пен нитридтердің дисперсті бөлінуі нәтижесінде болады.

Тозу алюминий және мыс қорытпаларын, сонымен қатар көптеген ыстыққа төзімді қорытпаларды беріктендіретін негізгі әдіс болып табылады.

Болатты суықпен өңдеу

Жоғары көміртекті және көптеген легирленген болаттар мартенситтік өзгеруінің (Мк) аяқталу температурасының 0○С төмен мәніне ие. Сондықтан шымдаудан кейін болат құрылымында бұйымның қаттылығын төмендететін, сонымен қатар магниттік қасиеттерін нашарлататын қалдықтық аустениттің елеулі көлемі байқалады. Қалдықтық аустенитті жою үшін бұйымды Мк (-80○С) температурасынан төмен болатын төменгі температуралар аймағында қосымша салқындатудан өткізеді. Әдетте бұл үшін құрғақ мұзды қолданады.

Мұндай өңдеуді болатты суықпен өңдеу деп аталады.

Суықпен өңдеуді аустениттің қалыптануын болдырмау үшін, шымдаудан кейін дереу жүргізу қажет. Суықпен өңдеуден кейінгі қаттылықтың өсуі әдетте 1... 4HRC құрайды.

Суықпен өңдеу ішкі кернеуді төмендетпейтіндіктен, суықпен өңдеуден кейін болатты төменгі жүмсартуға ұшыратады.

90

Суықпен өңдеуге шарикті подшипниктер, дәл механизмдер, өлшегіш аспаптар бөлшектерін ұшыратады.

Пластикалық деформация әдісімен беріктендіру

Бетті механикалық беріктендірудің әдістерінің негізгі нұсқаулануы – шаршау беріктігін жоғарлату.

Механикалық беріктендірудің әдістері – беттік қабатты 0,2-0,4 мм тереңдікке дейін тойтару.

Ал өзге түрлеріне – бытыра ағынымен өңдеу және роликтермен өңдеу жатады. Бытыра ағынымен өңдеу – дайын бөлшектердің бетін бытырамен өңдеу.

Бұл өңделетін бөлшектің бетіне болат немесе шойын бытыра атқылайтын арнайы

рессорлар, тізбек түйіндер, шынжырлар, гильзалар, поршеньдар, тісті дөңгелектер тектес бұйымдарға қолданылады.

Роликтермен өңдеу кезінде деформацияға өңделіп жатқан бұйымның бетін қатты металлдан жасалған роликтермен қысу арқылы қол жеткізіледі.

Өңделініп жатқан материалдың аққыштығын үзетіндей етіп роликке күш түсірілсе, онда керекті тереңдіктегі тойтаруға қол жеткіземіз. Өңдеу микрогеометрияны жақсартады. Сығудың қалдық кернеуі туындаса, шаршаудың шегі мен бұйымның мәңгілігі артады.

Роликтермен өңдеу біліктердің мойындарын, сымдарды, құбырларды калибрлегенде, шыбықтарды өңдегенде қолданылады.

Арнайы жабдықтарды талап етпейді, токарлық және сүргілегіш станоктарды қолдануға болады

Бақылау сұрақтары:

1.Термомеханикалық өңдеу қалай жүреді?

2.Төмен температурада термомеханикалық өңдеу

3.Беттік шыңдау нәтижесі?

4.Тозу дегеніміз не?

5.Газ жалынды шыңдау қалай жүзеге асады?

Глоссарий

1.Бытыра ағынымен өңдеу – дайын бөлшектердің бетін бытырамен өңдеу.

2.Беттік шыңдау – болат бөлшектердің беттік беріктенуінің бір әдісі болып табылады.

17 Дәріс Конструкциялық болаттар. Легирленген болаттар.

1.Конструкциялық болаттар.

2.Легирленген болаттар.

3.Элементтердің темірдің полиморфизміне тигізетін әсері.

4.Легирленген элементтердің болаттағы өзгеристеріне тигізетін әсері.

5.Легирленген элементтердің перлиттен аустенитке ауысуына тигізетін әсері. 6.Легирленген элементтердің аса салқындатылған аустенитке ауысуына тигізетін әсері. 7.Легирленген элементтердің мартенситке ауысуына тигізетін әсері.

8.Легирленген элементтердің жүмсару өзгеристеріне тигізетін әсері.

9.Легирленген элементтердің классификациясы.

Конструкциялық болаттар

Конструкциялық болаттар әр түрлі машина детальдарын жасауға кеңінен колданылады және келесідей міндеттерді орындайды:

91

●жоғары төзімділігін сынаумен және жеткілікті тұтқырлығымен; ●жақсы технологиялық қасиетімен; ●тиімділігімен; ●тапшы емес.

Болаттың жоғары төзімділігі термиялық өңдеудің режимдерімен, химиялық құрамының рационалды жолын таңдау арқылы және металлургиялық сапасының жақсартуымен жүзеге асады.

Конструкциялық болаттардың құрамында көміртек негізгі роль атқарады. Көміртек болаттың беріктілігін арттырады, бірақ пластикалығы мен тұтқырлығын төмендетеді, суық сынуын жоғарлатады. Сондықтан оның құрамы регламенттелген және 0,6% аспайды.Конструкциялық беріктілікке легирленген элементтер әсерін тигізеді. Конструкциялық беріктілігінің жоғарлауы шыңдалудың шекті жылдамдығына, дәннің ұсақталуына байланысты.

Беріктігін арттыратын термиялық өңдеу кешенді түрде механикалық қасиетін жақсартады.

Металлургиялық сапа конструкциялық болаттарға әсерін тигізеді.

Легирленген болаттар

Болатқа енгізілетін белгілі концентрацияда оның құрылуын және қасиетін өзгеруіне байланысты элементтер легирленген элементтер, ал болаттар легирленген деп аталады. Легирлеуші элементтер құрамы өзгеруі мүмкін: хром және никель - 1%, ванадий, молибден, титан, ниобий – 0,1-0,5%, сондай-ақ кремний және марганец - 1%-тен көп. 0,1% легирлеуші элементтер – микролегирленгендер.

Конструкциялық болаттарға легирлеушілер механикалық қасиетін (пластикалық, беріктілік) жақсарту үшін қолданылады. Сонымен қатар физикалық, химиялық, эксплуатациялық қасиеттерді өзгертеді. Легирленген элементтер болаттардың сапасын жақсартады.

Легирленген элементтердің артықшылықтары:

●ерекшеліктері термиялық өңдеудің кезінде табылады, сондықтан термиялық өңдеуде төзімді детальдар жасалады.

●легирленген болаттарда өте жоғары пластикалық деформация болады.

●легирлеуші элементтер аустенитті қалпына келтіреді, сондықтан легирленген болаттардың қызару төзімділігі жоғары.

●аустениттің ыдырауы тоқтаған кезде жұмсақтау суыту қолданылуы мүмкін. ●тұтқырлықтың артықшылығы жоғарлайды және суық сынғыштыққа қарсы машина детальдарының сенімділігін туғызады.

Кемшіліктері:

●2-ші түрлі жүмсарту сынғыштығы ие; ●жоғары легирленген болаттарда шыңдалудан кейін аустенит қалдығы қалады, ол

қаттылығын төмендетеді, сондықтан қосымша термиялық өңдеуден өткізеді; ●темірде легирленген элементтердің диффузиялық жылдамдығы аз,сондықтан дендрит

ликвациясына ықтимал .Дендриттер материалдар арасындағы шекаралары легирлеуші элементтермен байытылыды.

Флокендер – сынған жердің көлденең қимасының ұсақ жарылу кезінде ақшыл дақтар,әр түрлі бағытқа ие.

200○С температурада тез суыту кезінде болатта қатты ерітіндіден бөлініп көміртек қалады және флокенге әкелетін үлкен ішкі қысымды шақырады.

Күресу жолдары. Флокеннің түзілу аралығындағы балқытуда сутегін азайтып, салқындау жылдамдығын төмендету қажет.

Элементтердің темір полиморфизіміне тигізетін әсері

Темірде еритін барлық элементтер аллотропиялық модификацияға қажетті температурылық аралығында әсерін тигізеді (А3=911○С, А4=1392○С).

92