§ 22. ДЕФЕКТИ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ
Дефекти при відпалі і нормалізації. У процесі відпалу і нормалізації можуть виникнути такі дефекти: окислення, обезуглероживание, перегрів і перевитрата металу.
При нагріванні в полум'яних печах поверхню сталевих деталей взаємодіє з пічними газами. В результаті метал окислюється і на деталях утворюється окалина - хімічна сполука металу з киснем. З підвищенням температури і збільшенням часу витримки окислення різко зростає. Освіта окалини не тільки викликає угар (втрату) металу на окалину, але і пошкоджує поверхню деталей. Поверхня стали під окалиною виходить роз'їденої і нерівною, що ускладнює обробку металу ріжучим інструментом. Окалину з поверхні деталей видаляють травленням в розчині сірчаної кислоти у воді, очищенням в дробоструминних установках або галтування в барабанах.
Обезуглероживание. т. е. вигоряння вуглецю з поверхні деталей, відбувається при окисленні стали. Обезуглероживание різко знижує міцнісні властивості конструкційної сталі. Крім того, обезуглероживание поверхні може викликати утворення гартівних тріщин і викривлення (повідця деталі).
Для запобігання деталей від окислення, а отже, і від зневуглецювання при відпалі, нормалізації і загартуванню застосовують безокіслітельние (захисні) гази, які вводять в робочий простір печі.
При нагріванні стали вище певних температур і тривалих витримках в ній відбувається швидке зростання зерен, що веде до виникнення крупнокристаллической структури. Це явище називають перегрівом. Перегрів веде до зниження пластичних властивостей сталі. У перегрітої стали при загартуванню утворюються тріщини. Перегрів металу може бути виправлений наступною термічною обробкою - відпалом або нормалізацією.
Перевитрата виходить в результаті тривалого перебування металу в печі при високій температурі, близької до температури плавлення. Фізична сутність перепалу полягає в тому, що кисень з навколишнього атмосфери при високій температурі проникає в глиб нагрівається металу і окисляє кордону зерен. В результаті окислення кордонів зерен механічний зв'язок між зернами слабшає, метал втрачає пластичність і стає крихким. Перевитрата є невиправним браком.
Дефекти при загартуванню. В процесі нагрівання під загартування і при загартуванню можуть з'являтися такі дефекти: тріщини, деформація і викривлення, обезуглероживание, м'які плями і низька твердість.
Гартівні тріщини - це невиправний брак, що утворюється в процесі термічної обробки. Вони є наслідком виникнення великих внутрішніх напружень. У штампах великих розмірів гартівні тріщини можуть з'являтися навіть при загартуванню в маслі. Тому штампи доцільно охолоджувати до 150-200ºС з швидким подальшим відпуском.
Тріщини виникають при неправильному нагріванні (перегрів) і великій швидкості охолодження в деталях, конструкція яких має різкі переходи поверхонь, грубі ризики, що залишилися після механічної обробки, гострі кути, тонкі стінки і т д.
Гартівні тріщини, зазвичай розташовані в кутах деталей або інструменту, мають дугоподібний або звивистий вигляд.
Деформація і викривлення деталей відбуваються в результаті нерівномірних структурних і пов'язаних з ними об'ємних перетворень, що обумовлюють виникнення внутрішніх напружень в металі при нагріванні і охолодженні.
При загартуванню стали жолоблення деталей може відбуватися і без значних об'ємних змін в результаті нерівномірного нагрівання та охолодження. Якщо, наприклад, деталь невеликого перерізу і великої довжини нагрівати тільки з одного боку, то вона згинається. При цьому нагрівається сторона деталі подовжується і стає опуклою, а її протилежна сторона - увігнутою. Нагрівати і охолоджувати деталі при загартуванню слід рівномірно.
При зануренні деталей і інструменту в гартівну середу треба враховувати їх форму і розміри. Деталі, що мають товсті і тонкі частини, занурюють в гартівну середу спочатку товстої частиною, довгі деталі (штоки, протягання, свердла, мітчики і т. Д.) Опускають в строго вертикальному положенні, а тонкі плоскі (диски, відрізні фрези, пластинки і ін .) - ребром.
Окислення і зневуглецювання відбувається в основному при нагріванні під загартування від взаємодії пічних газів або розплавлених солей з поверхневими шарами деталі. Цей дефект особливо небезпечний на ріжучому інструменті, так як він в кілька разів знижує його стійкість.
Окислення і зневуглецювання поверхні виробу попереджається суворим дотриманням встановленого режиму термічної обробки, а також нагріванням в середовищі нейтральних газів (азоті, аргоні).
М'які плями - це ділянки на поверхні деталі або інструменту зі зниженою твердістю. Такі дефекти утворюються при загартуванню в процесі охолодження в гартівних середовищі, коли на поверхні деталі була окалина, сліди забруднень і ділянки з обезуглероженной поверхнею, а також в разі недостатньо швидкого руху деталі в закалочной середовищі і освіти на поверхні деталі парової сорочки.
Низька твердість найчастіше спостерігається при загартуванню інструменту. Причинами низької твердості є недостатньо швидке охолодження в гартівних середовищі, низька температура гарту, а також недостатня витримка при нагріванні під загартування. Для виправлення цього дефекту деталь слід піддати високому відпуску і знову загартувати.
Перегрів деталей під загартування збільшує зернистість металу і, отже, погіршує його механічні властивості. Метал набуває підвищену крихкість. Для повторної гартування деталей їх слід піддати відпалу для подрібнення зерна.
Недогрев виходить в тому випадку, якщо температура гарту була нижче критичної точки АС3 (для доевтектоїдних сталей) і АС1 (заевтектоідних сталей). Недогрев виправляють відпалом, після якого деталь знову гартують.
Заробіть на своїх знаннях. Відповідайте на питання і отримуйте за це гроші!