Дуговая сварка в защитной среде

Термическая обработка металлов и сплавов

Термообработка металлов и сплавов – процесс, связанный с нагревом и охлаждением, что является причиной изменения в структуре сплава и соответственно, изменений его свойств.

При нагреве стали выше критической точки (727ºС) перлит переходит в аустенит. В каждом зерне перлита образуется незначительное количество аустенита. Таким образом, когда процесс нагрева проходит через температурную точку АС1, происходит улучшение структуры зерен стали.

В процессе охлаждения, когда аустенит переходит в перлит, размер зерен не изменяется. Какие зерна были в аустените, такие же будут в перлите. Зерна, полученные в результате процесса, называются годными. Все свойства зависят только от действительного размера зерна.

Сталь с мелкозернистой структурой характеризуется лучшей динамической и усталостной прочностью, низким пределом холодного охрупчивания. Увеличение зерна как результат высокотемпературного нагревания (перегрев стали) в 2-3 раза понижает прочность и предел выносливости, увеличивает предел холодного охрупчивания.

В большинстве случаев решающую роль в получении данной структуры и свойств играет охлаждение. Переохлаждение аустенита до температуры 700-550С приводит к образованию эвтектоидной смеси феррита и цементита с различной дисперсией. При низкой степени переохлаждения (700-650С) формируется перлит с твердостью 180-250НВ. С повышением степени охлаждения и степени переохлаждения феррито-цементитные пластинки увеличиваются, и их размер тоже, а расстояние между ними уменьшается. Когда недоохлаждение достигает 650-600С, образуется дисперсная структура сорбитол (твердость 250-350НВ) и при 600-550С – чисто дисперсная структура троостит (350-450НВ).

Если нагревать аустенитные стали до состояния переохлаждения до 250-150С (в охлаждающей среде), произойдет перестроение кристаллической решетки из гамма-железа в альфа-железо. Кристаллическая решетка альфа-железа деформируется и возникает тетрагональный углерод.

Так пересыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе называется мартенсит – основная структура отвержденных сталей. Их твердость 62-64 НRC (600-660НВ).

Термическая обработка разделяется на предварительную и окончательную. Предварительная – отжиг или нормализация – ей подвергаются в основном заготовки (поковки, отливки) для улучшения обрабатываемости, понижению твердости, выравниванию структуры и т.д. Завершающей обработкой является закалка и отпуск – доводит свойства готовых деталей к требуемым в работе.

ОТЖИГ

Отжиг – термическая операция, процесс которой связан с нагревом стали, выдержкой и медленным охлаждением (в печах). Отжиг – предварительная или промежуточная операция. Главная ее цель – устранение внутреннего напряжения и улучшение или выравнивание структуры металла (измельчение зерна, исключение расслоения, понижение твердости, повышение вязкости, улучшение обрабатываемости).

Рекристаллизационный отжиг применяется для облегчения выполнения холодной обработки (после холодной пластической деформации) восстановление пластичности и прочности стали.

Рекристаллизационный отжиг углеродистых и низкоуглеродистых сталей протекает при температуре 550-700С со временем нагрева около 30-60 минут в зависимости от структуры стали.

Отверждение металла перед воздействием холодной пластической деформации называется закалка. В металле кристаллическая решетка деформируется и формируется определенно ориентированные зерна – структура. Зерна деформируются, выравниваются и равноосные становятся неравноосными (в форме пироженки или лепешки). В результате отжига проявляется рекристаллизация – нарастание новых равноосных зерен в течение начальной деформации. После завершения рекристаллизации металла его структура и свойства сохраняются (которые были до искажения).

Низко-температурный отжиг производится для снятия внутренних остаточных напряжений при 650-700С в течение нескольких часов.

Отжигу подвергаются отливки, поковки, сварные изделия и части, которые подверглись неравномерному охлаждению и другим причинам внутренних напряжений. Эти напряжения, если не идентифицированы, могут вызвать коробление и разрушение.

Полный отжиг или отжиг в мелкозернистой структуре проводится исключительно для гипоэвтектоидных сталей при температуре 30-50С выше точки АС3.

Назначение отжига – измельчение зерен, выравнивание структуры, максимальное понижение твердости и повышение пластичности, снятие напряжений.

На этой стадии завершается рекристаллизационный отжиг. Замедленное охлаждение обеспечивает распад аустенита на более низкий уровень переохлаждения, позволяя повысить пластичность и уменьшить твердость. Мелкие изначально аустенитные зерна в процессе охлаждения позволяют получить мелкозернистую структуру с равномерным распределением феррита и перлита.

Полный отжиг типичен катанным, кованым, штампованным заготовкам.

Частичный отжиг используется для понижения твердости стали и улучшения обрабатываемости. Гиперэвтектоид, ставший полностью отожженным, подвергнуть окончательной рекристаллизации невозможно, так при медленном охлаждении из стадии аустенита переходит к вторичному цементиту, находящемуся в решетке, и сталь охрупчивается (постпластичность). Гиперэвтектоид может быть подвержен только неполному отжигу при нагреве до 750-770 С (незначительно выше точки АС1), выдержке при нагреве в поперечном сечении и охлаждении.

В результате получается зернистый перлит. Это часто называется перлит в отжиге или сфероидизация.

Структура стали при зернистом перлите имеет минимальную твердость, наилучшую обрабатываемость и наименьшую предрасположенность к перегреву в процессе закалки, поэтому инструментальная сталь такая твердая, основанная на структуре зернистого перлита.

НОРМАЛИЗАЦИЯ

Нормализация это операция термообработки в которой сталь нагревается до аустенитного состояния и подвергается охлаждению на воздухе. По сравнению с отжигом это более производительный и экономичный метод.

Нормализация связана с завершением рекристаллизации горячекатаной стали и зерновой структуры, увеличением циклической нагрузки, понижением предела холодного охрупчивания.

Нормализация – процесс, похожий на промежуточный отжиг. Она часто используется для общего измельчения структуры до закалки. Выровнять структуру гиперэвтектоида можно только нормализацией. Она измельчает зерно и при ускоренном охлаждении на воздухе вторичный цементит не успевает принять вид грубой решетки на границе зерен. Иногда используется процесс нормализации для получения окончательно структуры сорбитола.

ДУГОВАЯ СВАРКА

Дуговая сварка – наиболее известный сварочный процесс соединения сталей. Этот метод требует продолжительной гибкости к любому изменению или перемене электрического тока. Этот ток используется для создания электрической дуги, которая выделяет достаточно тепла для расплавления металла и образования сварного шва.

Дуговая сварка имеет ряд преимуществ перед другими видами сварки. Дуговая сварка быстрее, потому что сопровождается высокой концентрацией тепла. Также флюсы, которые не требуются в определенных методах дуговой сварки.

ДУГОВАЯ СВАРКА В ЗАЩИТНОЙ СРЕДЕ

Дуговая сварка в защитной среде похожа на газовую дуговую сварку металлическим электродом, но в этом процессе газ используется для защиты сварного шва. Взамен этого дуга и контакт электрода погружены под слой зернистого материала, более легкоплавкого, чем покрытие сварного шва.

Этот процесс также называется электрошлаковая сварка.

Это очень эффективный метод, но может применяться только для сварки сталей.

1. A few days ago I saw an interesting program on television.

Несколько дней назад я видел интересную программу по телевидению.

2. It is often faster to walk than to go on (by) bus.

Очень часто быстрее идти, чем ехать на автобусе.

3. The problem has been getting worse during a long time.

проблема ухудшалась в течение долгого времени.

4. Someone did a mistake.

Кто-то сделал ошибку.

5. I am afraid it will take me some time to find him.

Я боюсь, мне понадобится некоторое время, чтобы найти его.

6. I arrested him for stealing and brought him to the police station.

Я его арестовали за кражу и привел его в полицейский участок.

7. He was learning English ever since he was a little boy.

Он учил английский язык с тех пор, как он был маленьким мальчиком.

8. They were late and he insisted to drive so fast.

Они опаздывали, и он настоял, чтобы двигаться настолько быстро.

9. I think we had better change the subject.

Я думаю, что мы должны сменить тему.

10. He is too ill to talk to anyone.

Он слишком болен, чтобы ни с кем разговаривать.

11. The work must be finished today.

Работа должна быть закончена сегодня.

12. I didn't go shopping this morning as I had to do the housework.

Я не ходил по магазинам этим утром, поскольку я должен был сделать работу по дому.

13. You shouldn't be so angry at him.

Вы не должны быть настолько сердитыми на него.

14. I'm sorry for coming late.

Я сожалею об опоздании.

15. There is some snow on the road.

На дороге есть немного снега.

16. Have you got any cigarettes?

У Вас есть какие-либо сигареты?

17. Three foreign languages are taught at our Institute.

Три иностранных языка преподаются в нашем Институте.

18. Sam was watching TV when his friend came to him.

Сэм смотрел телевизор, когда его друг приехал к нему.

19. Do you think it will rain?- i don't know but it may.

Вы думаете, что будет идти дождь? - я не знаю, но это может быть.

20. I wonder if you would mind for waiting a moment?

Интересно, возражали ли бы Вы для того, чтобы ждать момент?

21. She keeps telling us what to do.

Она продолжает говорить нам, что сделать.

22. He didn't let me play the piano.

Он не позволял мне играть на фортепьяно.

23. She doesn't enjoy travelling.

Она не любит путешествовать.