Расчет режимов предварительной термической обработки

Время нагрева стальных изделий до заданной температуры зависит главным образом от температуры нагрева, степени легированности и др.

Время на нагрев до необходимой температуры определяем по формуле:

(8)

где k – коэффициент для углеродистых сталей равный 65 с/мм (при нагреве от800 до 900^оС), D – диаметр нагреваемого изделия, мм;

Подставляя значения в формулу (8) определяем время нагрева заготовки:

Продолжительность выдержки изделия при заданной температуре (без нагрева) определяем по формуле: (9)

Скорость охлаждения на воздухе примерно 3^оС в секунду, поэтому получаем мелкозернистую (дисперсную) структуру – сорбит (оптимальное сочетание прочности и пластичности для ОМД).

t,^о С

860

86,67 17,35 t,мин

Рис.2 График нормализации

Предварительная механическая обработка

Представлена в приложении .

Окончательная термообработка

Химико-термической обработкой (ХТО) называют технологические процессы, приводящие к диффузионному насыщению поверхностного слоя деталей различными элементами. ХТО применяют для повышения твердости, сопротивления усталости и контактной выносливости, а также для защиты от электрохимической и газовой коррозии.

Технологический процесс диффузионного насыщения углеродом называется-

цементацией. Обычно после цементации сталь подвергают закалке и низкому отпуску. После такого комплексного процесса концентрация углерода на по-верхности стальной детали доводится до 0.8-1% , структура низко отпущенного мартенсита с мелкими сфероидальными карбидами хорошо сопротивляется износу. Сердцевина детали, содержащая 0.08-0.25% углерода, остается вязкой.

Проведем газовую цементацию при температуре 920-950^оС.

Ориентировочное время процесса t=kD=65*80=1.44 час.

Эффективная толщина цементованного слоя 0,5-1,9 мм.

Для обеспечения высокой поверхностной твердости, прочности, ударной вязкости требуется получить мелкое зерно как на поверхности детали, так и сердцевине. Поэтому необходимо цементованную деталь подвергнуть сложной ТО, состоящей из закалки и низкого отпуска.

Закалка – процесс термической обработки, обуславливающий получение неравновесных структур превращения или распада аустенита при резком переохлаждении со скоростью выше критической. Закалка осуществляется путем нагрева изделия до температуры 860 ⁰ С и выдержке при этой температуре с последующим охлаждением со скоростью 90 град \ сек.

Низкий отпуск при 180-200^оС, уменьшает остаточные напряжения и не снижает твердости стали.