Методика термической обработки деталей с переменным сечением в среде ПКМ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на каждом металлообрабатывающем производстве применяются заготовки, термически обработанные, это придаёт заготовкам нужные физические свойства, требуемые в технологической документации. Важнейшим видом термообработки является закалка.
В современном машиностроении много, где используются детали с переменным сечением и им необходимо обеспечить достаточную прочность и надёжность. Но закаливать детали с переменным сечением крайне сложно из-за того, что режимы термообработки подбираются, исходя из сечения детали.
При закалке применяются разнообразные закалочные среды, наиболее популярные это вода, различные масла и щёлочи. У каждой из закалочных сред есть свои ограничения и риски. Например, после использования масла и щёлочи становятся вредными для человека и окружающей среды, что влечёт за собой особые меры по утилизации. Для повышения конкурентоспособности металлопродукции и рентабельности производства идет постоянный научно-практический поиск новых с
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………6
1Теоретическое положение термообработки……………………………….....9
1.1 Виды термической обработки металла ……………………………………9
1.2 Сравнение сред охлаждения при закалке физических и химических свойств…………………………………………………………………………………18
1.3 Значение скорости охлаждения металла в процессе закалки и образования внутренних напряжений при термообработке……………………………………...27
1.4 Факторы влияющие на качество закалки ………………………………..39
Выводы по 1 главе……………………………………………………………..44
2 Экспериментальное исследование термической обработки деталей с переменным сечением в среде ПКМ………………………………………………...46
2.1 Организация исследования ……………………………………………….46
2.2 Анализ образцов стали после закалки в разных средах…………………52
2.3 Разработка методики термообработки в среде ПКМ…………………....60
2.4 Экономическое обоснование использования термической обработки в среде ПКМ…………………………………………………………………………….63
Выводы по 2 главе……………………………………………………………..66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………...............................68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………..…………..….69
Приложение А………………………………………………………………….73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1) Бартельс, Н. А. Металлография и термическая обработка металлов – Текст / Н.А. Бартельс. - М.: Государственное научно-техническое издательство, 2018. - 376 c.
2) Бочвар, А.А. Основы термической обработки сплавов – Текст / А.А. Бочвар. - М.: ЁЁ Медиа, 2016. - 673 c.
3) Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали: Студопедия [сайт]. – Текст : электронный - https://studopedia.ru/5_58374_vliyanie-skorosti-ohlazhdeniya-na-strukturu-i-svoystva-stali.html
4) Внутренние напряжения при термообработке : Metalcutting [сайт] – Текст : электронный. – URL: https://www.metalcutting.ru/content/vnutrennie-napryazheniya-pri-termoobrabotke (дата обращения: 18.10.22)
5) ГОСТ 4543-2016. «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия»: межгосударственный стандарт: издание официальное : утв. и введ. в действие в качестве национального стандарта РФ с 1.10.2017. - Текст : электронный – Москва , 2019. – 53 c. – https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293748/4293748469.pdf
6) Журавлёв, В.Н. Машиностроительные стали: Справочник – Текст / В.Н. Журавлев, О.И. Николаева. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.
7) Закалочная среда ПКМ: [сайт]. – Текст : электронный.– URL: https://www.polyterm.ru/quenching-medium-pc-m (дата обращения: 18.10.21)
8) Золоторевский, В.С. Механические свойства металлов: Учебник – Текст / В.С. Золоторевский. – 3е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МИСИС, 1998. – 400 с.
9) Ибрагимов, Х.М. Основы технологических процессов термической обработки стали – Текст / Х.М. Ибрагимов, В.И. Филатов, В.Л. Ильичев - Челябинск : Изд. центр ЮУрГУ, 2009. - 68 с.
10) Карева, Н.Т. Термическая обработка сталей и сплавов: Учебное пособие – Текст / Н.Т. Карева., И.В. Лапина., С.И. Ильин. – 2-е изд., испр. и доп. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006 – 98 с.
11) Карякин И.Ю. Математическое моделирование и прогнозирование структуры стали после термической обработки: автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.18 / Карякин Иван Юрьевич; [Место защиты: Тюмен. гос. ун-т]. - Тюмень, 2011. - 23 с.
12) Классификация закалочных сред: Студопедия [сайт]. - Текст : электронный - tudopedia.ru/9_226532_analiz-zakalochnih-sred-ispolzuemih-pri-realizatsii-uprochnyayushchih-rezhimov-termicheskoy-obrabotki.html
13) Майсурадзе М.В., Термическая обработка деталей переменного сечения стали 25Х2Н4МА- Текст : электронный / М.В. Майсурадзе и др., https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/29733/1/ushmmu_2014_67.pdf
14) Маковецкий, А.Н., Влияние структурных и фазовых изменений при термической обработке трубных сталей на скорость общей коррозии / А.Н. Маковецкий , Д.А. Мирзаев , Е.Н. Васильев – Текст : электронный // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металургия. – 2016 - №1, Том 16 - https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-strukturnyh-i-fazovyh-izmeneniy-pri-termicheskoy-obrabotke-trubnyh-staley-na-skorost-obschey-korrozii
15) Материаловедение. Теория и техн
В последствии этого при закалке в воде на деталях часто получаются трещины.
- Закалка в масле. В процессе закалки на масле скорость остывания значительно меньше, чем в воде. Так, если в первоначальный период, температура от 550°С до 650°С , масло остужает со скоростью приблизительно в 6 раз ниже, чем циркулирующая вода. Этого уже не хватает для закалки углеродистых сталей, но может подойти для легированных. Но в последующий интервал, когда температура 200°С, скорость остывания по сравнению с водой, в масле в 28 раз меньше. Это значительно убавляет закалочные напряжения и риски образования трещин. Данное положительное свойство масла позволяет закаливать эффективно крупные детали разнообразной формы, не опасаясь появления трещин.
На закаливающую способность масел практически не влияет их температура. Например, когда повышается температура в промежутке от 120°С до 150°С, то скорость остывания в масле меняется только на 50°С/секунду. Это ничтожно влияет на результаты закалки. Но температура закалочного масла должна быть не менее 80—90°С. При перегревании масло немного дымит, с учетом противопожарной безопасности, это не безопасный признак.
Закаливающая способность многообразных масел при одинаковой температуре обуславливается от их вязкости. В процессе термообработки вязкость масла стабильно увеличивается