Модуль Металдарды термиялық өңдеу



Pdf көрінісі
Дата31.12.2021
өлшемі76,5 Kb.
#22453


Модуль 3.

 

Металдарды

 

  термиялық өңдеу.

 

 

Дәріс 9. 

Тақырып 3:    «  

Болаттарды термиялық өңдеу. Химия-термиялық өңдеу

 

 

.

  »  

Сұрақтар

1. Термомеханикалық өңдеу.

2. Суықпен өңдеу.

3. Химиятермиялық өңдеу.

       1. Термомеханикалық өңдеу (ТМӨ) деп болатты аустениттік күйге 

дейін қыздыру, аустениттік күйдегі болатты пластикалық деформациялау, 

кейін   деформацияланған   аустенитті   мартенситке   айналдырып   суыту 

сатыларынан   тұратын   өңдеуді   айтады.   Яғни,   ТМӨ   үшін   болатқа 

температуралық   әсер   етіп,   сырттан   күш   түсіріп,   пластикалық 

деформациялау нәтижесінде аустенит түйіршіктері ұсақталып, механикалық 

қасиеттері артады. Аустениттегі ұсақ түйіршіктер суытқанда мартенситке 

өтеді.   Сондықтан   осылай   өңделген   болаттардың   механикалық   қасиеттері 

кәдімгі   шынықтыруға   қарағанда   жоғары   болады:   беріктігі   10-20%, 

тұтқырлығы 50% дейін артады. ТМӨ-ден кейін бұйымды босатады. 

        ТМӨ-ді жоғары температурда өңдеу және төменгі температурада 

өңдеу деп бөледі. 

             Жоғары температурада өңдеуде болатты А

3

  нүктесінен жоғары 



температурада деформациялайды. 

             Төменгі температурада өңдеуде деформациялауды А

1

  нүктесінен 



төмен, бірақ М

n

 нүктесінен жоғары температурада өңдеуді қолданады. 



       1-суретте болатты ТМӨ сұлбасы көрсетілген.

              2.Суықпен   өңдеу   деп   шынықтырылған   бұйымды   0ºC   төмен 

температурада   қосымша   суытып   өңдеу   процесін   айтады.   Нәтижесінде 

болаттағы қалдық аустенит минустық температурада мартенситке айналып, 

бұйымның   қаттылығы   артады.   Суықпен   өңдеуді   өлшеуіш   аспаптарға 

арнайды.   Өңдеуді   арнайы   қондырғыларда   өткізеді.   Шынықтырудан   кейін 

бұйымды   тез   суықпен   өңдеу   қажет.   Себебі,   болаттағы   қалдық   аустенит 

бөлме температурасында ұзақ уақыт өтіп кетсе, тұрақтанып, мартенситке 

айналмай қалуы мүмкін.

             3.Химиятермиялық өңдеу (ХТӨ) деп болаттың беткі қабатының 

химиялық   құрамын,   құрылымын   және   қасиеттерін   өзгерту   мақсатымен 

өңделетін   бұйымның   беткі   қабатын   көміртекпен,   азотпен,   басқа   да 

элементтермен диффузиялық қанықтыру процесін айтады. Процесс жоғары 

тепературада   өтеді.   ХТӨ   үшін   бұйымға   температуралық   және   химиялық 

әсер   етіледі.   ХТӨ   болатты   беттік   беріктендіру   тәсілдерінің   бірі   болып 

табылады. ХТӨ процесі 3 сатыдан тұрады:

1)

қанықтыруда   қолданылатын   химиялық   қосылыс   атомдарға 



ыдырайды

2)

атомдар болаттың беткі қабатына отырады (абсорбциясы)



3)

атомдардың беткі қабаттың тереңдігіне енуі (диффузиясы)

       ХТӨ келесі негізгі түрлерін ажыратады:



1)

цементтендіру

2)

азоттандыру



3)

циандандыру

4)

диффузиялық металдандыру



             Цементтендіру  деп   болаттың   беткі   қабатын   көміртекпен 

диффузиялық қанықтырып, бетіндегі көміртек мөлшерін арттыру процесін 

айтады.   Цементтендіруге   аз   көміртекті   болаттарды   жатқызады.   Аз 

көміртекті   болаттар   шынықтыруға   келмейді.   Сондықтан   олардың   беткі 

қабатындағы   көміртек   мөлшерін   байытып   алып,   яғни   цементтендіруден 

өткізіп,   кейін   шынықтырып   босатады.   Цементтендірудің   мақсаты   – 

болаттың   беткі   қабатының   қаттылығы   мен   төзімділігін   арттыру. 

Цементтендіру+босату+шынықтыру   нәтижесінде   беткі   қабаттың 

қаттылығын   артып,   өзегінің   тұтқырлығы   мен   пластикалығы   сақталады. 

Цементтендіруді үйкеліс жағдайында жұмыс жасайтын, төзімділікті талап 

ететін бұйымдарға арналады. Мысалы, тісті дөңгелектерді цементтендіру. 

Процесті өткізу үшін сұйық, газ және қатты орталарды пайдаланады. Қатты 

орта (карбюризатор) құрамы: ағаш көмір 70%; ВаСО

3

  20-25%; СаСО



3

  5%. 


Осы ортаны темір жәшік ішіне салып, ішіне өңделетін бұйымдарды көмеді. 

Жәшікті   мұқият   жауып,   ауа   кірмейтіндей   етіп   саңылаусыз   сылайды. 

Температураны   900-950ºC   дейін   жеткізеді,   1   сағат   ішінде   көміртек   беткі 

қабатының   0,1мм   енеді.   Беткі   қабаттағы   көміртек   мөлшерін   1%   дейін 

жеткізеге болады. Процесс ұзақ жүреді. Қатты карбюризатордағы процестер 

келесідей өтеді.

І-саты: ВаСО

3



 →



t

ВаО+2СО

             2СО

 →




Fe

t

0

СО



2

+

ŕňîě



c

ІІ-саты: С-а

ІІІ-саты: диффузия

         Қатты карбюризаторда процесті өткізу оңай жүзеге асады. Бірақ 

процесс   ұзақ   жүреді.   Сондықтан   қатты   карбюризаторда   цементтендіруді 

көбінесе жеке өндірісте қолданады. Жаппай және ірі сериялы өндірісте газ 

күйдегі карбюризаторды қолданады. Себебі процесс автоматтандырылған. 

Процесс ұзақтылығын қысқартуға өндіріс өнімділігін арттыруға мүмкіндік 

туады.   Газ   бен   цементтің   жылдамдығы   0,12-0,15мм/сағ.   Цементтендіруге 

механикалық өңдеуді өткен, бірақ термиялық өңдеуді өтпеген детальдарды 

жатқызады.   Цементтендіруден   кейін   шынықтыру   мен   төменгі   босатуды 

өткізеді.   Сонықтан   деталь   бетінде   өңдеуден   кейін   қаралай   және   тазалай 

ажарлауға арналған металл қабатын қалдырады.

         Азоттандыру деп болаттың беткі қабатын азотпен диффузиялық 

қанықтыру   процесін   айтады.   Азоттандыруға   көбінесе   машина 

детальдарының   беткі   қабатының   қаттылығын,   беріктігін,   тозуға 

төзімділігін,  атмосфера   жағдайында   коррозияға   төзімділігн   арттыру   үшін 

қолданады.   Азотпен   қанықтырылған   қабат   коррозияға   төзімді   болады. 

Азоттандыруды өткен қабаттың қаттылығы цементтендіруді өткен қабаттың 

қаттылығынан   жоғары   болады.   Цементтендірілген   қабаттың   қаттылығы 




HRC 58-62. Сол бұйым өзінің қаттылығы HRC20. Азоттандырылған беттің 

қаттылығы   400-500ºC   дейін   сақталады.   Цементтендірілген   беттің 

қаттылығы   200-225ºC   сақталады.   Азоттандыруға   көбінесе   орташа 

көміртекті алюминий, хром, вольфрам, ваннадий, молибден элементтерімен 

легирленген болаттар жатқызылады.

             Көміртекті болаттарды азоттандыруда тек коррозияға төзімділігі 

артады.   Аталған   легирлеуші   элементтер   азот   пен   нитрид   түзіп,   беткі 

қабаттың қаттылығын, тозуға төзімділігінің артуын қамтиды. Азоттандыру 

ұзақ   өтеді,   10   сағат   ішінде   0,1мм   тереңдікке   өтеді.   Сондықтан 

цементтендіруден   гөрі   сирегірек   қолданады.   Бірақ   айнымалы   күштер 

әсерінде жұмыс жасайтын детальдар үшін беттік қабатының қасиеттеріне 

белгілі талаптар қойылғанда, азоттандыруды өткізу тиімді. Мысалы: иінді 

біліктің мойыншаларын, т.б. детальдарын өңдеуде қолданылады. Процесті 

көбінесе газ күйіндегі ортада өткізеді. Орта ретінде аммиакты пайдаланады. 

Процесс 500-600ºC өтеді. Көбінесе 0,4-0,6мм қалыңдықты өңдейді. Ол үшін 

40-60сағат   уақыт   қажет.   Кейін   пешпен   бірге   суытады.   Азоттандыруға 

механикалық   өңдеуден   (шынықтыру+жоғары   босату)   өткен   бұйымдар 

жатқызылады. Азоттандырудан кейін бұйымды тек тазалай ажарлайды.

             Циандандыру  деп  болаттың  беткі  қабатын  көміртекпен  және 

азотпен   қоса   диффузиялық   қанықтыру   процесін   айтады.   Циандандыру 

мақсаты   –   беткі   қабаттың   қаттылығын,   коррозияға   төзімділігін   арттыру. 

Процесті сұйық, газ, қатты күйдегі орталарда өткізеді. Газ күйіндегі ортада 

циандандыруды нитроцементтендіру дейді. 

              Көбінесе,   сұйық   күйдегі   ортаны   қолданады.   Оның   құрамы 

балқытылған цианит тұздарынан тұрады: 20-25% NaCN

                                                                                      25-50% Na

2

CO

3



                                                                                      25-50% NaCl

       Газ күйдегі орта ретінде 70-80% табиғи газ бен 20-30% аммиактан 

тұратын   ортаны   жұмсайды.   Циандандыруды   өткен   қабаттың   қасиеттері 

қыздыру   температурасына   тәуелді.   Қыздыру   температурасын   50-950ºС 

аралығында   өткізеді.   Ортаның   температурасы   артқан   сайын   бұйымның 

беткі   қабатындағы   көміртектің   мөлшері   артады.   Температура   төмендеген 

сайын   беткі   қабаттағы   азот   мөлшері   артады.   Соған   байланысты 

циандандыруды   жоғары   температурада   циандандыру   және   төменгі 

температурада циандандыру деп бөледі. 

        Жоғары температурада циандандыруды 800-950 ºС өткізеді. Беткі 

қабатқа   көбінесе   көміртек   отырып,   процесс   цементтендіруге   ұқсас   өтеді. 

Жоғары  температурада  циандандыруды  тісті  дөңгелектер   сияқты  машина 

детальдарына   арнайды.   Цементтендірілген   қабатқа   қарағанда 

циандандырылған қабаттың механикалық қасиеттері жоғары болады. 

      Төменгі температурада циандандыруды 500-600ºС өткізеді. Процесс 

азоттандыруға ұқсас өтеді. Төменгі температурада циандандыруды көбінесе 

легирленген   аспаптық   болаттарға   арнайды.   2-10   сағат   ішінде   қабаттың 

тереңдігіне 0,25-1мм өтеді. 




              Жоғары   температурада   циандандырудан   кейін   болаттарды 

термиялық өңдеп, ажарлайды.          

              Төменгі   температурада   циандандырудан   кейін   тек   тазалай 

ажарлайды.



       Диффузиялық металдандыру деп болаттың беткі қабатын әртүрлі 

металдармен   диффузиялық   қанықтыру   процесін   айтады.   Металдандыру 

нәтижесінде   беткі   қабат   легирленеді   деп   санайды.   Хроммен   қанықтыру 

процесі   –   хромдау,   алюминиймен   -   алитерлеу,   кремниймен   - 

силицийлендіру,   бормен   -   борлау,   т.б.   деп   аталады.   Осы   металмен 

қанықтырылған беткі қабаттардың ыстыққа төзімділігі, қаттылығы, тозуға 

төзімділігі   артады.   Орта   ретінде   балқытылған   металдарды,   балқытылған 

тұздарды немесе газ күйіндегі металл хлоридтерін қолданады.




Достарыңызбен бөлісу:




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет