Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
, энергоемкого оборудования, целого ряда устройств, инструментов и большого количества дополнительных веществ - воды, масла. Но именно она обеспечивает достижение необходимых эксплуатационных свойств изготавливаемых изделий [35].
Закалка. Чтобы повысить твердость стали, производят ее закалку. Закалка заключается в нагревании изделий из доэвтектоидных сталей до температур выше линии GS на 30…50С, а из заэвтектоидных сталей до температур выше линии РК на 30…50С, в выдержке при этих температурах с последующим очень быстрым охлаждением.
При закалке твердость стали повышается следующим образом. Сталь нагревается до аустенитного состояния. В аустените - твердом растворе углерода в Y-железе углерода растворяется больше, чем в феррите - твердом растворе углерода в железе. Происходит перекристаллизация ?-железа в железо. Во вновь образовавшемся ?-железе количество растворенного углерода будет такое же, как в ?-железе. Поэтому после закалки стали получается структура пересыщенного углеродом ?-железа, в результате чего повышается твердость металла. Такая структура называется мартенситом. Твердость мартенсита НВ 700.
Необходимая скорость охлаждения при закалке обеспечивается охлаждающей средой. Например, все углеродистые стали для получения мартенситной структуры охлаждают в воде. Легированные стали требуют меньшей скорости охлаждения, поэтому их охлаждают в масле или других средах в зависимости от количества легирующих элементов.
Отпуск. Отпуск заключается в нагревании закаленной стали до температуры ниже критической, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении. Отпуск служит для снятия внутренних напряжений в изделии, которые возникают при закалке, а также для повышения пластических свойств у изделий после закалки.
Мартенсит, получаемый после закалки стали, неустойчивая структура. Поэтому при нагревании: закаленного изделия до температур, значительно ниже критических, мартенсит разрушается, образуя механическую смесь феррита и цементита.
Различают три вида отпуска: низкий, средний и высокий. Отпуск при температуре 200…250С называется низким. Этому виду отпуска подвергают режущий инструмент для уменьшения хрупкости и снятия напряжений, при этом сохраняется высокая твердость. После низкого отпуска получается структура, называемая мартенситом отпуска.
Отпуск при температуре 400…450С называют средним. При этих температурах мартенсит распадается на ферритоцементитную смесь более мелкодисперсную, чем перлит. Такая структура называется трооститом отпуска. После среднего отпуска твердость понижается (НВ 380…420), а прочность и вязкость будут очень высокими.
Отпуск при температуре 600…650С называют высоким. При этих температурах мартенсит распадается также на ферритоцементитную смесь более крупного, грубого строения, чем троостит отпуска. Структуру, полученную после высокого отпуска, называют сорбитом отпуска. Высокий отпуск обеспечивает высокие пластические свойства, достаточно высокую прочность и небольшую твердость (НВ280…320) [36].
Отпуск стали. Закаленная сталь находится в напряженном состоянии и поэтому она обладает значительной хрупкостью. Для улучшения свойств стали и увеличения долговечности ее службы необходимо снять внутренние напряжения или хотя бы уменьшить их. Для этого инструменты и изделия из стали после закалки почти всегда подвергаются повторному нагреву до температур, лежащих ниже критической температуры Ас1, (723С), и после некоторой выдержки при температуре нагрева медленно или быстро охлаждаются. Этот вид термической обработки стали называется отпуском. Даже в тех случаях, когда изделие должно иметь максимальную твердость, оно подвергается после закалки отпуску для снятия внутренних напряжений. С помощью отпуска можно достигнуть также распада мартенсита и повышения благодаря этому пластичности и вязкости стали при сохранении достаточно высокой прочности.
Наиболее важной операцией при отпуске является нагрев. Результаты отпуска определяются температурой нагрева изделия и достаточной выдержкой его при этой температуре. Поэтому особенное внимание должно быть уделено правильному выбору температуры нагрева и ее поддержанию во время отпуска. В зависимости от требований, предъявляемых к изделию, температура отпуска колеблется в пределах от 150С до 680С. Нагревать изделия до температуры отпуска следует постепенно и равномерно. Изделия обычно загружают в холодные печи (или нагретые до температуры 200С) и затем медленно нагревают до температуры отпуска со скоростью 50…100С в час (в зависимости от сечения изделия). Быстрый нагрев может привести к образованию на изделии трещин. Отпуск производится в камерных и пламенных печах, а также в электрических типа ПН-32. Для обеспечения более равномерного нагрева в печах устанавливают вентиляторы с замкнутой циркуляцией воздуха. Они необходимы потому, что при относительно низких температурах (до 500…600С) теплопередача от спокойного воздуха к металлу происходит весьма медленно и неравномерно. Мелкие изделия (например, инструменты) отпускают в масляных и соляных ваннах, а также на горячих плитах или в песчаных банях. В этих условиях нагрева исключаются случайные колебания температуры, что имеет большое значение при отпуске. Скорость охлаждения при отпуске углеродистой стали не имеет существенного значения, так как при охлаждении отпущенной стали структурные превращения в ней не протекают. Охлаждение, при отпуске