Статьи

Процессы термической обработки

Процессы термической и химико-термической обработки металлов.

Процесс термической обработки придает стальному изделию требуемые свойства во всем его объеме или в части объема.

Процесс термической (или химико-термической) обработки стали состоит из трех последовательных этапов

  • нагрев до требуемой температуры с определенной скоростью;
  • выдержки при этой температуре в течении требуемого времени;
  • охлаждения с заданной скоростью.

Измерение этих факторов определяет различные свойства стали.

К химико-термической обработке относятся

  • азотирование;
  • цианирование;
  • сульфидирование;
  • сульфоцианирование;
  • алитирование;
  • хромирование;
  • силицирование;
  • цинкование;
  • борирование.

К процессам термической обработки относятся

  • отжиг
  • нормализация
  • закалка
  • отпуск
  • старение
  • обработка холодом

Отжиг применяется преимущественно для отливок, проката и поковок из углеродистой и легированной стали (например: стали марок 40 Х, 45Х, 40XC, 40XH) с целью понижения твердости или уменьшения внутренних напряжений в отливках, поковках и сварных изделиях, подготовки структуры к последующей термообработке и улучшения структуры неоднородности.

Например: для улучшения обрабатываемости резанием и получения повышенной чистоты поверхности при зубодолблении, фрезеровании и протягивании шлицев у деталей, изготовленных из стали 40ХНМА, применяется изотермический отжиг при 760 ºС с быстрым охлаждением до 635 ºС, при этой температуре в течении 4-6 часов и дальнейшим охлаждении на воздухе (изотермический отжиг).

Нормализация отличается от полного отжига характером охлаждения, которое после выдержки деталей при температуре процесса производится на воздухе. При этом получатся сталь несколько более высокой твердостью и мелкозернистой структурой, чем при отжиге. Нормализация используется для исправления структуры сварного шва, выравнивания структурной неоднородности получения мелкозернистой структуры.

Закалка стали — процесс термической обработки, обуславливающий получение структур аустенита, мартенсита, троостита. Закалка применяется для отливок, поковок, штамповок и механически обработанных деталей с целью повышения твердости, прочности, износостойкости, коррозионной стойкости.

Закалка состоит из нагрева стали до температуры выше или в интервале превращений, выдержки при этой температуре и последующего охлаждения обычно с большой скоростью (в водных растворах солей NaOH, NaCl в воде, масле, в расплавленных солях, на воздухе)

Механические свойства закаленной стали марки 40 в зависимости от типа закалочной среды и температуры отпуска

Показатель прочности Температура отпуска в ºС Закалка
При 850 ºС в масле 45 ºС При 820 ºС в воде 35 ºС При 820 ºС в 8% растворе NaOH 35 ºС
σ T
в кГ/мм²
300
400
500
68
62
55
100
90
75
112
95
80
σ
в кГ/мм²
300
400
500
88
78
68
105
100
85
126
110
100
δ
в %
300
400
500
16
18
20
9
12
14
5
12
14
Примечание. Термообработка заготовок диаметром 25 мм; разрывные образцы диаметром 20 мм вырезались из центральной части заготовок.

Поверхностной закалке подвергают гильзы цилиндров, поршневые пальцы двигателей внутреннего сгорания, зубья шестерен, валики, пальцы трака и другие детали.

Отпуск — процесс термообработки предварительно закаленной стали, обуславливающей получение более равновесных структур. Отпуск применяется после закалки (нормализации) стальных отливок, поковок, проката, и механически обработанных деталей, при этом повышаются вязкие свойства, уменьшаются внутренние напряжения и хрупкости.

Старение — процесс термообработки, предназначенный для ускорения завершения превращений в стали и стабилизации размеров изделий. Старение заключается в нагреве закаленных изделий до 150-180 ºС и выдержке при этой температуре в течении 5-25 часов.

Старение применяется для инструментов и точных деталей (игла распылителя, плунжер, втулка и другие)

Температура закалки и отпуска, а также получаемые твердости для стали марок 40XH и 40X

Марка стали Закалка Отпуск Твердость
После цианирования при температуре в ºС Объемная при температуре в ºС Охлаждающая среда Температура в ºС Охлаждающая среда Сердцевины Поверхности HRC
HB HRC
40X 820-830 - масло 180-200 - - - 48-56
- 820-830 вода 580-600 вода ~302 - -
- 840-860 масло 180-200
350-400
550-600
600-650
вода -
-
341-415
269-302
46-53
35-40
-
-
-
-
-
-
40XH - 820-840 масло 550-600
600-650
-
-
255-286
230-260
-
-
-
-
810-830 - масло 190-200 - - - - 50-54

Завод Технопарк «Импульс» производит пики и запчасти для гидромолотов с тщательным соблюдением технологий термообработки для достижения оптимальных механических свойств изделий, таких как повышенная прочность и износостойкость. В отличие от общепринятых стандартов закалка стали ведется в сложной полиуретановой композитной среде, которая обеспечивает равномерную прокаливаемость, необходимую твердость и ударную вязкость стали.

Применение современных методов и оборудования на всех этапах производства обеспечивает высокое качество и долговечность продукции даже в самых сложных условиях эксплуатации. Это позволяет нам предоставлять нашим клиентам надежные и высокоэффективные компоненты для гидромолотов, соответствующие всем стандартам и требованиям отрасли.

blockquote

Вы можете задать специалистам компании Технопарк «Импульс» любой интересующий вас вопрос