Описание видов термической обработки металлов. Закаливание и отпуск металла. Технология процесса закаливания и отпуска строительного зубила. Влияние температуры на механические свойства и структуру деформированного металла. Выбор охлаждающей среды.
Различить, например, сорта стали можно было только по цвету и характеру искры или излому, а степень нагрева при ковке, закалке и сварке - по цвету раскаленного металла (каленого) на глаз; о температуре отпуска стали мастер судил по цветам побежалости и т. д. Приемы свободной ковки, известные с древних времен, сохранились и до наших дней, постепенно проходя долгий путь от экспериментальных способов изучения алхимиками до детального просмотра химико-физического процесса под электронным микроскопом в лабораториях литейного производства. Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры. Термическая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств детали. На сегодняшний день различают несколько видов термической обработки металлов: Отжиг - вид термической обработки металлов, сплавов, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры.Процесс закаливания состоит в нагревании стали примерно до температуры 820° С и быстром охлаждении в масле или воде. Термическая (тепловая) обработка состоит в изменении структуры металлов и сплавов путем нагревания их и последующего охлаждения с той или иной скоростью; при этом достигаются существенные изменения свойств при том же химическом составе сплава. Распадение состоит из следующих этапов: 1) превращение (-железа в (-железо, т.е. перегруппировка атомов из решетки гранецентрированного куба (-железа в решетку центрированного куба (-железа с одновременным смещением атомов углерода, находящихся в твердом растворе (-железа; Подводя итог сказанному, заметим, что перлит, сорбит и троостит по структуре представляют собой двухфазную смесь (феррита и цементита) и отличаются друг от друга дисперсностью цементита; мартенсит же однофазен, это твердый раствор углерода в железе. При скорости охлаждения, необходимой для получения структуры сорбита ("50 град/сек), аустенит переохлаждается более чем на 100 (и фазовое превращение его в сорбит произойдет при температуре около 600 ((точка C )Превращение в троостит произойдет при переохлаждении аустенита на "180( (точка Т).Отпуск смягчает негативные явления при закалке, повышает вязкость и уменьшает хрупкость изделия. Еще отпуск устраняет большую часть внутренних напряжений, возникающих при закалке. Такая пленка появляется, если очищенное от окалины стальное изделие нагреть до 220°С; при увеличении времени нагрева или повышении температуры окисная пленка утолщается и цвет ее изменяется. Отпуск производится путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической. При одинаковом химическом составе и одинаковой твердости сталь с точечной структурой имеет значительно более высокое относительное сужение и ударную вязкость ан, повышенное удлинение и предел текучести по сравнению со сталью с пластинчатой структурой.
План
Содержание
Введение
1. Теория термообработки металлов
2. Закаливание металла
3. Выбор охлаждающей среды
4. Отпуск металла
Список источников и литературы
Введение
Издревле русские кузнецы (с VI-VIII веков н.э.) владели всеми приемами свободной ковки, кузнечной сварки, горновой пайки меди, умели производить термическую обработку изделий. При том уровне техники от мастера требовалось много умения, навыка, опыта в обращении с металлом. Различить, например, сорта стали можно было только по цвету и характеру искры или излому, а степень нагрева при ковке, закалке и сварке - по цвету раскаленного металла (каленого) на глаз; о температуре отпуска стали мастер судил по цветам побежалости и т. д. Приемы свободной ковки, известные с древних времен, сохранились и до наших дней, постепенно проходя долгий путь от экспериментальных способов изучения алхимиками до детального просмотра химико- физического процесса под электронным микроскопом в лабораториях литейного производства. Благодаря этим долгим исследованиям человечество изучило и научилось полностью контролировать термическую обработку металла. Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры. Термическая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств детали. На сегодняшний день различают несколько видов термической обработки металлов: Отжиг - вид термической обработки металлов, сплавов, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига - снижение твердости для облегчения механической обработки, улучшение микроструктуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений
Закалка - проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки, зависит от химического состава сплава. Закалка может сопровождаться полиморфным превращением, при этом из исходной высокотемпературной фазы образуется новая неравновесная фаза (например, превращение аустенита в мартенсит при закалке стали)
Отпуск - необходим для снятия внутренних напряжений, а также для придания материалу требуемого комплекса механических и эксплуатационных свойств. В большинстве случаев материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности.
Нормализация - изделие нагревают до аустенитного состояния (на 30…50 градусов выше АС3) и охлаждают на спокойном воздухе
Дисперсионное твердение - после проведения закалки (без полиморфного превращения) проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.
Криогенная обработка - это упрочняющая термическая обработка металлопродукции при криогенных, сверхнизких температурах (ниже минус 153°С).
В данной контрольной работе мы рассмотрим на практике процесс закаливания и отпуска строительного зубила с целью улучшения его механических характеристик. Для исследования был взят образец обыкновенного зубила и произведена попытка перерубить гвоздь, несколькими ударами, с помощью молотка (рис. 1).В результате испытания, гвоздь остался целым, а осмотр режущей кромки зубила показал сколы (рис. 2)
Рис 1
Рис 2
Как видно из эксперимента - зубило абсолютно не пригодно для нормальной работы. Рекомендуется подвергнуть данный инструмент термообработке. металл термический закаливание зубило
Список литературы
1. Технология металлов и конструирование материалы. В.М. Никифоров, Москва, 1968, Изд. "Высшая школа".
