Відпустка загартованої сталі

Відпустка загартованих вуглецевих сталей

Швидкість охолодження після відпустки має великий вплив на величину залишкових напруг. Чим повільніше охолодження, тим менше залишкові напруги. Так охолодження на повітрі дає напруги в 7 разів менше, а охолодження в маслі в 2,5 рази менше в порівнянні з охолодженням у воді. З цієї причини вироби складної форми, щоб уникнути їх деформації після відпустки слід охолоджувати повільно (на повітрі), а деталі з деяких легованих сталей, схильних до відпускної крихкості, рекомендується охолоджувати в маслі (іноді навіть у воді).

Легуючі елементи, що входять до складу легованих сталей, особливо такі, як Мо5 W, Cr, Ti, V і Si, сильно гальмують дифузійні процеси, що відбуваються при відпустці загартованої сталі. Тому після відпустки при однаковій температурі легована сталь зберігає більш високу твердість і міцність. Це робить леговані стали більш теплостійкими, здатними працювати при підвищених температурах.

Поверхневе загартування ТВЧ.

Багато відповідальні деталі працюють на стирання і одночасно піддаються дії ударних навантажень. Такі деталі повинні мати високу поверхневу твердість, хорошу зносостійкість і в той же час не бути крихкими, т. Е. Не руйнуватися під дією ударів.

Висока твердість поверхні деталей при збереженні в'язкої і міцної серцевини досягається методом поверхневого гарту.

Із сучасних методів поверхневого гарту найбільшого поширення в машинобудуванні знаходять такі: гарт при нагріванні струмами високої частоти (ТВЧ); полум'яне загартування і гарт в електроліті.

Вибір того чи іншого методу поверхневого гарту обумовлюється технологічною і економічною доцільністю.

Загартування при нагріванні струмами високої частоти. Такий метод є одним з найбільш високопродуктивних методів поверхневого зміцнення металів. Відкриття цього методу і розробка його технологічних основ належить талановитому українському вченому B. П. Вологдина.

Високочастотний нагрів заснований на наступному явищі. При проходженні змінного електричного струму високої частоти по мідному індуктора навколо останнього утворюється магнітне поле, яке проникає в сталеву деталь, що знаходиться в індукторі, і індукує в ній вихрові струми Фуко. Ці струми і викликають нагрів металу.

Особливістю нагріву ТВЧ є те, що індуковані в стали вихрові струми розподіляються по перетину деталі не рівномірно, а відтісняються до поверхні. Нерівномірний розподіл вихрових струмів призводить до нерівномірного її нагрівання: поверхневі шари дуже швидко нагріваються до високих температур, а серцевина або зовсім не нагрівається або нагрівається незначно завдяки теплопровідності стали. Товщина шару, по якому проходить струм, називається глибиною проникнення і позначається буквою # 948 ;.

Товщина шару в основному залежить від частоти змінного струму, питомого опору металу і магнітної проникності. Цю залежність визначають за формулою

# 948; = 5,03-10 4 корінь з (# 961; / # 956; # 957;) мм,

де # 961; - питомий електричний опір, ом мм 2 / м;

# 956 ;, - магнітна проникність, гс / е;

З формули видно, що зі збільшенням частоти глибина проникнення індукційних струмів зменшується. Струм високої частоти для індукційного нагріву деталей отримують від генераторів.

При виборі частоти струму, крім нагрівається шару, необхідно враховувати форму і розміри деталі з тим, щоб одержати високу якість поверхневого гарту і економно використовувати електричну енергію високочастотних установок.

Велике значення для якісного нагріву деталей мають мідні індуктори.

Найбільш поширені індуктори, які мають з внутрішньої сторони систему дрібних отворів, через які подається охолоджуюча вода. Такий індуктор є одночасно нагрівальним і охолоджуючим пристроєм. Як тільки поміщена в індуктор деталь нагріється до заданої температури, струм автоматично відключиться і з отворів індуктора надійде вода і спреєр (водяним душем) охолодить поверхню деталі.

Деталі можна також нагрівати в індуктори, які не мають душірующего пристроїв. У таких індуктори деталі після нагрівання скидаються в гартівний бак.

Загартування ТВЧ в основному виробляється одночасним і безперервно-послідовним способами. При одночасному способі гартувати деталь обертається усередині нерухомого індуктора, ширина якого дорівнює гартувати ділянці. Коли заданий час нагрівання закінчується, реле часу відключає струм від генератора, а інше реле, зблоковані з першим, включає подачу води, яка невеликими, але сильними струменями виривається з отворів індуктора і охолоджує деталь.

При безперервно-послідовному способі деталь нерухома, а вздовж неї переміщається індуктор. В цьому випадку проіпоследовательний нагріванні гартувати ділянки деталі, після чого ділянку потрапляє під струмінь води душирующего пристрою, розташованого на деякій відстані від індуктора.

Твердість поверхневого шару деталей, загартованих при нагріванні ТВЧ, виходить на 3-4 одиниці HRC вище, ніж твердість при звичайній об'ємної загартуванню.

Для підвищення міцності серцевини деталі перед загартуванням ТВЧподвергают поліпшення або нормалізації.

Застосування нагріву ТВЧ для поверхневого гарту машинних деталей і інструменту дозволяє різко скоротити тривалість технологічного процесу термічної обробки. Крім того, цей метод дає можливість виготовляти для гартування деталей механізовані і автоматизовані агрегати, які встановлюються в загальному потоці механообробних цехів. В результаті цього відпадає необхідність транспортування деталей в спеціальні термічні цехи і забезпечується ритмічна робота поточних ліній і складальних конвеєрів