Конспект лекций и ответы на экзаменационные вопросы по предмету Термическая Обработка
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?одистые стали после закалки и низкого отпуска имеют высокую твердость 50-60 единиц. Но у этих сталей невысокая красностойкость. При увеличении температуры на режущей кромке выше 350 С, происходит потеря твердости и так называемая посадка режущей кромки, т.е. ее затупление. Поэтому инструмент из углеродистой стали может работать только с невысокими скоростями резания. Он предназначен для ручной работы или для работы в условиях интенсивного охлаждения.
Термообработка: закалка (У7-У8 800-820 С, У9-У13 750-780 С) + низкий отпуск (160-180 С 61-63 HRC, 200-220 С 57-59 HRC). Углеродистые стали используют для изготовления инструменты, работающего при ударных нагрузках (долото, зубило).
(2) Углеродистая легированная сталь. Для повышения прокаливаемости при изготовлении крупного инструмента, а так же для повышения красностойкости в углеродистую сталь вводят Cr, Si, Mn, W, V. V образует труднорастворимые карбиды, которые сохраняются при нагреве до очень высоких температур. Эти карбиды располагаются на границах зерен и поэтому сдерживают рост зерна, предотвращая перегрев стали.
Группа а. стали с неглубокой прокаливаемостью. Cr до 0,7%, W 1,5-5%, V до 0,3%.
7ХФ, 9ХФ используются для изготовления сверл, метчиков, плашек.
Термообработка: закалка 740-760 С, охлаждение в воде или масле + низкий отпуск.
Группа б. стали глубокой прокаливаемости. Cr до 1,7%, W 1-2%, Mn 1-2%, Si до 1%.
9Х, Х, 9ХС, ХГС, ХГВ предназначены для изготовления крупного инструмента.
Термообработка: закалка 830-850 С + низкий отпуск 180-200 С.
Стали, содержащие ванадий, позволяют регулировать глубину прокаленного слоя за счет температуры закалки.
(3) Быстрорежущая сталь. Позволяет повысить скорость резания в 10 раз. Для того чтобы повысить скорость резания необходимо резко увеличить красностойкость. Это можно сделать за счет карбидов W, V, Co,Mo. Карбиды этих элементов при нагревании стали до 550-600 С не изменяют своих размеров и неизменной остается твердость.
Состав быстрорежущей стали: С 0,9-0,95%, Cr 3,8-4,2% (обеспечивает прокаливаемость стали, карбиды Cr повышают износостойкость), W 3-18% (обеспечивает красностойкость). Для повышения режущей способности и красностойкости в сталь вводят Co 5% (в некоторых случаях до 20%), V 3%. Стали, содержащие Co, V, используют для обработки нержавеющих, жаростойких, титановых сплавов.
Технология обработки быстрорежущей стали включает в себя:
1. Получение слитка или порошковой заготовки.
2. Предварительная обработка, необходимая для получения равномерной структуры, однородного распределения карбидной фазы и минимальной твердости перед изготовлением инструмента.
3. Окончательная термообработка, необходимая для придания инструменту служебных свойств.
Получение слитка (или порошковой заготовки) быстрорежущей стали затруднено сильной карбидной ликвацией, т.е. большое содержание карбидообразующих легирующих элементов вызывает появление в этой стали ледебуритной эвтектики. Для устранения химической неоднородности, а так же крупных карбидов, слитки подвергают высокой гомогенизации и последующей горячей деформации. Горячая деформация проводится в разных направлениях для раздробления и измельчения карбидов. Чем мельче карбиды, тем выше свойства стали. Максимально мелкие и равномерно распределенные карбиды можно получить, используя технологию порошковой металлургии. Для этого расплавленный металл не отливают в слиток, а распыляют в мелкий порошок. Образовавшийся порошок подвергают горячему прессованию. В результате заготовка имеет однородную структуру с очень мелким распределением карбидной фазы по объему. Назначение предварительной обработки снижение твердости. Для этого проводят изотермический отжиг при температуре 840-860 С, затем проводят медленное охлаждение со скоростью 40/час до температуры 720-740 С. Потом охлаждают со скоростью 50/час до 600 С и твердость составляет 23-25 HRC.
После этой обработки структура будет представлять собой сорбидообразный перлит. Окончательная обработка включает закалку и многократный отпуск при одной температуре 500-550 С и продолжительностью 1 час. Температурная остановка 840 С, чтобы не было растрескивания.
Для быстрорежущей стали применяют высокотемпературную изотермическую закалку. Нагрев заготовок ведут в расплавах солей, чтобы предотвратить окисление поверхности и выгорания легирующих элементов и углерода. В процессе нагрева делают одну или две температурных остановки для выравнивания температуры по сечению детали. Температура закалки лежит вплотную к точке А4, это необходимо для растворения высокотемпературных карбидов. Однако выдержка под закалку должна быть короткой, чтобы не произошло укрупнения зерна. Закалка проводится с охлаждением в горячей среде, либо ступенчатая, либо изотермическая (чтобы выровнять температуру по сечению и не допустить растрескивания). Окончательное охлаждение производится на воздухе. Закаленная по такому режиму сталь имеет структуру мартенсит + карбиды + остаточный аустенит. После изотермической закалки фазовый состав быстрорежущей стали состоит из 15-25% карбидной фазы МеС, 50% мартенситной фазы и 20-25% остаточного аустенита. В сплавах с большим содержанием Со количество остаточного аустенита может достигать 40%. Остаточный аустенит является нежелательной фазой, т.к. понижает твердость стали, поэтому сразу после закалки быстрорежущую сталь подвергают многократному отпуску. Отпуск проводится при температуре 500-560 С в течение 1 часа. Во