6. Описание каждой операции термообработки (технологической последовательности)

1. Полный отжиг

Основан на фазовой перекристаллизации, приводящей к измельчению зерна и стали. При полном отжиге устраняется волокнистая структура, образующаяся в процессе прокатки или ковки, происходит снятие внутренних напряжений, что приводит к повышению пластичности изделия и облегчает получение изделий холодной штамповкой, резанием.

Для данной детали необходим полный отжиг, т.к. содержание углерода в стали менее 0,8%, т.е. сталь доэвтектоидная.

Температуру отжига рассчитаем по формуле:

t_отжига А_С3+ (30...50 ⁰С) = 854+(30...50 ⁰С)=884...904 ⁰С = 904⁰С.

Выдерживать в печи до полного прогрева в течении 1 часов, т.к. деталь не больших размеров.

Общее время при любой термообработке складывается из времени нагрева (τ_н) и времени выдержки (τ_в): τ_общ = τ_н + τ_в+ τ_охл

Оно зависит от температуры нагрева, химсостава стали, конфигурации деталей, типа оборудования, величины садки, способа укладки деталей и других факторов. При выполнении настоящего задания (расчет режима на одну деталь) для отжига можно принять:

τохл= 904-600 = 3,04

100 /час

τобщ = 3+3,04=6,04

Охлаждение вместе с печью.

Твёрдость после отжига: 137 НВ.

В результате отжига при нагреве образуется аустенит, а после последующего охлаждения в печи аустенит распадается на феррит и перлит.

Конечная структура – феррит +перлит мелкозернистый.

Перлит

феррит

Рисунок 6.1 – Микроструктура отвал после отжига.

2. Цементация.

Цементация (науглероживание) – это химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагреве в соответствующей среде-карбюризаторе. Как правило цементацию проводят при температуре выше точки А_С3 (884…904⁰С), когда аустенит устойчив и может растворять в себе углерод в большом количестве.

Назначение цементации и последующей термической обработки - придать поверхностному слою высокую твёрдость и износостойкость, повысить предел контактной выносливости и предел выносливости при изгибе и кручении. При температуре цементации (выше А_С3) диффузионный слой состоит только из аустенита, а после медленного охлаждения из продуктов его распада – феррита и цементита.

Твёрдость: в сердцевине – 137НВ

Температура при цементации – 884…904⁰С

Выдержка при цементации – 10 - 15 часов в твёрдом карбюризаторе.

Глубина цементируемого слоя – 1,0 - 1,5 мм; 0,1 мм за час)

Рисунок 6.2 - Микроструктура сателлит а после цементации

3. Нормализация

Нормализация - это нагрев стали доэвтиктоидной и заэвтыктоидной выше т.АС3 и АСН на 30-50, не продолжительная выдержка при этой температуре с целью завершения фазовых превращений и охлаждения на воздухе.

Результат нормализации: твердость и прочность стали по сравнению с отожженной выше, внутренние напряжения снимается как и при отжиге по структуре более тонкое строение полное ферлито-перлитая смеси, применяется в место отжига, и как операция улудшенния перед Закалкой ТВЧ.

Температура нормализацие рассчитаем по формуле:

t_отжига А_С3+ (30...50 ⁰С) = 854+(30...50 ⁰С)=884-904⁰С = 904 ⁰С.

Выдерживать в печи до полного прогрева в течении 2 часов, т.к. деталь не больших размеров.

Общее время при любой термообработке складывается из времени нагрева (τ_н) и времени выдержки (τ_в): τ_общ = τ_н + τ_в.

Оно зависит от температуры нагрева, химсостава стали, конфигурации деталей, типа оборудования, величины садки, способа укладки деталей и других факторов. При выполнении настоящего задания (расчет режима на одну деталь) для отжига можно принять:

τохл= 904-600 = 3,04

100 /час

τобщ = 3+3,04=6,04

Охлаждение на воздухе.

Твёрдость после нормализацие:137НВ.

Перлит

Конечная структура: Перлит.