Жасыту және қалыптандыру
жүктеу/скачать 111,56 Kb.
|
8 лекция
| 9.2 Болатты шынықтыру
Болатты фазалық түрлену нүктелерінен (Ас1,Ас3) жоғары температурада қыздырып, белгіленген уақыт ұстағаннан кейін жедел жылдамдықпен суыту арқылы өңдеу шынықтыру деп аталады. Жедел жылдамдық ретінде қыздырған болатты суытқанда аустениттің тікелей мартенситке өзгеруін қамтамасыз ететін ең кіші жылдамдық алынады, ол Vкр арқылы белгіленеді. Қыздыру температурасына байланысты толық және толық емес шынықтыру деп ажыратылады. Болатты шынықтыру нәтижесі қыздыру температурасына тікелей байланысты. Эвтектоидқа дейінгі болатты қыздыру Ас3 нүктесінен 30-50ºС жоғары температурада жүргізіледі. Перлитті-ферритті (П+Ф) құрылым қыздыру кезінде аустенитке (А) өзгеріп, Vкр жылдамдықпен суытуда мартенсит түзіледі. Мұндай шынықтыру толық шынықтыру деп аталады. Толық емес шынықтыру кезінде болатты Ас1 температурасынан 30-50ºС жоғары, бірақ Ас3 немесе Аст нүктелерінен төменде қыздыру керек. Мұндай жағдайда эвтектоидқа дейінгі болаттың құрылымы аустенит пен ферриттен, ал эвтектоидтан кейінгі болат аустениттен және екінші текті цементиттен тұрады. Шапшаң суытылған аустенит мартенситке өзгереді. Мартенситтің қаттылығы құрамындағы көміртегінің мөлшеріне қарай қалыптасады. Эвтектоидқа дейінгі болаттарды толық емес Ас1 + (30-50ºС) шынықтыруға болмайды, себебі қаттылығы төмен феррит өзгермей сақталып, болаттың қаттылығын төмендетеді. Эвтектоидтан кейінгі болат үшін қыздыру температурасы Ас1 температурасынан 30-50ºС жоғары алынады. Vкр жылдамдықпен суытқан болатта мартенсит және цементит түзіледі. Екі құрылымның да қаттылығы жоғары (цементит 750НВ, мартенсит 700НВ) болғандықтан, шынықтырылған болаттың қаттылығы жоғарылайды. Эвтектоидтан кейінгі болаттар құрал-саймандар жасауға қолданылады. Құрал-сайман жасайтын болаттарға қойылатын бастапқы талап – олардың қаттылығы. Эвтектоидтан кейінгі болатты толық шынықтыру кезінде, оның құрылымындағы мартенситпен қатар қалдық аустенит орын алады да, болаттың қаттылығын төмендетеді. Домаланған цементиттің түйіршіктері қаттылығын, тозуға төзімділігін көтереді. Қыздыру Аст температурасынан төмен болғанда түйіршіктердің өсуі тежеліп, шынықтыру кернеулері азаяды, металдың беткі қабатының көміртегіне кедейлену мүмкіншілігі төмендейді. Эвтектоидтан кейінгі болаттың қасиеті екінші текті цементит домаланған түйіршікті болғанда жақсарады. Түйіршіктердің шекарасындағы цементиттің торы болаттың морттығын туғызады. Сол себепті эвтектоидтан кейінгі болаттар үшін алдын ала түйіршіктерін домаландыратын жасыту қолданады. Сонымен, эвтектоидқа дейінгі болат үшін толық шынықтыру, эвтектоидтан кейінгі болатқа толық емес шынықтыру қолданылады (9.1- сурет). Шынықтыру процесінде болатты суыту жылдамдығы жауапты операциялар қатарына жатады. Жедел жылдамдықпен Vкр суытылған болаттың құрылымында ішкі кернеулер пайда болады, бөлшектер қабыршықтанып немесе жарықшаланып кету қаупі туады. Ішкі кернеулердің туындау себебі - бөлшектердің қимасындағы температура айырмашылығы мен ондағы фазалық өзгерістің біркелкі жүрмеуінде. Сол себепті суыту жылдамдығын дұрыс тағайындау қатты қадағаланады. Болатты қыздыру уақыты бұйымның, болмаса бөлшектердің сырт пішініне, қалыңдығына қарай есептеліп алынады. Әдетте бөлшектердің 1 мм қимасына 1,5 – 2 минут уақыт беріледі. Тәжірибе бойынша осындай шамадағы уақытта фазалық өзгеру түгел аяқталу керек. 9.2-сурет. Болатты шынықтыру үшін қыздыру температуралары көрсетілген Fe - Fe3C диаграммасы. Салқындату ортасы. Көп тараған, жиі қолданылатын суыту ортасына суық су , су ерітінділері, май, сілтілер мен тұздар балқымалары, ауа жатады. Су мен су ерітінділері арзан және көп тараған суыту орталары. Перлиттік (650-550ºС) өзгерулер аралығында суыту жылдамдығы жоғары болғандықтан, болаттың қаттылығын көтерумен бірге шыңдау тереңдігі артады, сонымен қатар деформация және жарқыншақтар туындау қаупі бар. Суға ас тұзы мен сілті қосып, суыту дәрежесін көтеруге болады. Сумен салыстырғанда май құйылған ортаның суыту дәрежесі төмен. Суыну қарқыны майдың температурасына қарай өзгеріп отырады. Жауапты бөлшектерді суытуда арнаулы шыңдау майлары қолданылады. Оларға МЗМ -16, МЗМ-26, МЗМ-120 таңбалы тотықсыздандырғыш қасиеті бар майлар жатады. Майдың кемшілігі – тез тұтануында. Ішкі кернеулерді тудырмау мақсатымен суыту ортасы ретінде ауа қолданылады. 9.2.1 Шынығу тереңдігі Белгіленген тереңдікке дейін болаттың шынығу қабілеті шынығу тереңдігі деп аталады. Ол бөлшектің қимасына және суыну жылдамдығына тікелей байланысты. Келісім бойынша, шынығу тереңдігін бағалауда 50%-ы мартенсит, 50% - троостит, сорбит, перлиттен тұратын құрылым шыңыққан деп есептеледі. Шыңдалатын бұйымның суыту ортасындағы суыну жылдамдығы қимасының бойымен бірдей емес бұйымның өзегіне қарай суыну жылдамдығы баяулайды. Егер бұйымның қимасы үлкен болса, өзегі шыңдалмай қалуы да мүмкін. Шынығу тереңдігі таяз бұйымның өзегінің беріктігі, шыныққан қабатқа қарағанда төмен болады. Машинаның жауапты бөлшектерін жасауға арналған конструкциялық болаттар шынығу тереңдігіне қарай ажыратылады. Кейбір кезде терең шынығу қабілеті еске алынбайды. Таяз шынығатын болаттардан таңбалағыш, бұрғы сияқты кескіш заттар жасау ұтымды. Мұндай бөлшектердің тек беткі қабаты ғана жұмыс процесінде пайдаланылады, ал шынықпаған өзегі құралдың тұтқырлығын арттырады. Шынығу тереңдігі межелі (кризисті) диаметр (Дк) арқылы сипатталады. Суытатын ортаның суыту дәрежесі қарқынды болса, Дк үлкен. Дк анықтау үшін үлгіні сындырып шыныққан қабаттың қалыңдығын өлшеу керек, немесе қимасының қаттылығы өлшенеді. 9.2.2 Шынықтыру әдістері Шыңдалатын бөлшектердің сырт пішініне, мөлшеріне, болаттың құрамына қарай шынықтыру әдістері қабылданады. 1) Бір суытқышта шынықтыру Бұл әдіс қарапайым пішінді көміртекті және легірленген болаттарға қолданылады. Суыту ортасы ретінде су және май алынады. Мұндай шынықтыру үздіксіз шынықтыруға жатады 2) Сатылап шынықтыру Қыздырған бұйымды мартенситтің басталу температурасынан (180-250ºС) сәл жоғарыда, көлденең қимасындағы температура теңелгенше ұстап, тынық ауада суыту. Бұл кезде А М өзгереді, шынығу кернеуі азаяды. Мұндай фазалық өзгеріс кезінде болаттың беріктігі төмендеп, созымталдығы көтеріледі. Осы жағдай шынықтыру кезінде болат бұйымдарының беткі қабатының жиырылуын болдырмау үшін баспақпен түзетуге пайдаланылады. Сатылы шынықтыру көбінесе өлшемдері ұсақ (8-10 мм) құрал-саймандық көміртекті болаттар үшін қолданылады. 3) Болатты суықпен өңдеу Құрамында 0,4-0,5% көміртегі бар шыныққан болаттың (Мк нүктесі 0ºС-тан төмен) құрылымында қалдық аустенит сақталып қалады. Қалдық аустенит болаттың тозуға төзімділігін төмендетеді, төмен температурада жұмыс атқаратын тетіктердің өлшемдерін өзгертеді. Себебі төмен температурада аустенит өздігінен мартенситке өзгеріп кетеді. Шыныққан болаттың құрылымындағы қалдық аустениттің мөлшерін азайту үшін суықпен өңдеу қолданылады, демек, шыныққан болат нөлден төменгі температураға дейін суыйды. Шынығу кернеулерін тудырмау мақсатымен суықпен өңделген бұйымды бірден төменгі температурада босатады. Суықпен өңдеу өлшеуіш құралдар, серіппелер және шыныққаннан кейін аустенитті көптеп сақтап қалатын жоғары легірленген цементттендірілген болат үшін қолданылады. жүктеу/скачать 111,56 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|