Пошук

Меню сайту

Гостьова книга
Брами
Хвірточки
Огорожі
Перила
Балконні перила
Дашки
Віконні решітки
Підставки для вазонків
Інтер'єр
Інше

Форма входу

Реклама

Тут

може

бути

Ваша

Реклама!

Вітання

Статистика

 


Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Теги

Категорії розділу

Головна » Статті » Мої статті

Термічна обробка металів. Сталь.

Термічна обробка сталі.

    Температура плавлення заліза складає 1539°С. Нижня температурна границя кування залізних сплавів повинна бути більшою ніж 723°С (при такій температурі кристалічна решітка міняє свою структуру). Верхня гранична температура кування повинна бути на 100-150°С нижча за температуру плавлення, інакше починається різке збільшення зерна, що супроводжується зменшенням пластичності металу. Температура кування знаходиться в діапазоні 1200-1250°С.
   Нагрівання металу повинно проводитися в чітко обмеженому температурному діапазоні.
   Слабий нагрів металічної заготівки утрудняє її кування через недостатню пластичність. частини недогрітої заготівки деформуються під молотком неоднаково, в результаті чого виникають тріщини і перекоси.
   Надмірний нагрів призводить до порушення зв'язків між зернами металу. В результаті метал втрачає пластичність, стає крихким і, нерідко, розколюється під першими ударами молотка. Крім того, під дією високої температури метал починає плавитися, через це в нижні шари проникає велика кількість вуглецю, викликаючи активне окислення металу і знижуючи теплопровідність, що значно зменшує швидкість нагрівання металу. Інтенсивність окислення металу залежить від температури нагріву - чим вища, тим швидше проходять окиснювальні процеси. Наприклад, найбільш інтенсивно сталь окислюється при температурі більше 900°С; при нагріванні сплаву до 1000°С швидкість окиснювальних процесів збільшується в 2 рази, а при 1200°С - вже в 5 раз. Окиснювальна плівка зберігається навіть під час кування металу. Невеликий перегрів металу можна ліквідувати додатковим куванням з наступним повторним нагріванням до потрібної температури. Додаткове кування зменшує розмір зерен металу і повертає йому втрачену пластичність.
   Для кожної марки сталі визначений свій температурний інтервал початку і кінця кування. В загальному це так: чим більше в сталі вуглецю, тим менший температурний інтервал і тим нижчі повинні бути температури початку і кінця кування. Кольорові метали мають ще менший інтервал. Найбільш широкий інтервал характерний для низьковуглецевих сталей: він становить до 500°С (при 1100-1300°С - початок кування і 800-900°С кінець). Якщо кування починають при температурі нагріву металу нижчій температури початку кування, то це призведе до утворення тріщин. Закінчують кування при температурі на 20-30°С вище температури кінця кування.
   Для якісної обробки металу важно вміти визначити не тільки початкові та кінцеву температуру кування, але й тривалість нагрівання. На час нагрівання заготівки в горні впливають:
  • Діаметр заготівки;
  • Характер січення заготівки;
  • Вид палива.
   Для художнього кування не рекомендується використовувати заготівки великого діаметру, так як вони потребують багато часу для нагрівання. Наприклад, щоб нагріти заготівку ø30 мм необхідно 8-15 хвилин, а для нагрівання заготівки із того ж сплаву, але ø50 мм необхідно 25 хв. Заготівки із круглим січенням нагріваються швидше ніж заготівки із квадратним січенням. При довготривалому підвищенні температурі кування з поверхні металу починає вигорати вуглець. Такий виріб важко піддається гартуванню. Навпаки, дуже швидке нагрівання є причиною створення глибоких поперечних тріщин на поверхні металу. Це пояснюється тим, що поверхня заготівки вже нагрілася, в той час як внутрішні шари залишилися холодними.

Температура нагріву, в °С
Колір розжарення
400
500
530
535
580
600
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
1400
1650
темно-коричневий (видимий в темноті)
темно-червоний (видимий в напівтемряві)
темно-червоний (видимий на світлі)
червоний (видимий при сонячному світлі)
темно-вишневий
кольору середньо-стиглої вишні
вишнево-червоний
світло-вишневий
світло-червоний
червоний середньої яскравості
яскраво-червоний
лимонно-жовтий
світло-жовтий
жовто-білий
яскраво-білий
сліпучий біло-блакитний

При вистиганні металу кольори розжарення міняються в зворотньому порядку.

   Під час нагрівання заготівки необхідно слідкувати за тим, щоб всі його частини, що підлягають куванні мали однаковий колір.
   Для художнього кування використовують низьковуглецеву сталь. А що робити ковалю, якщо в нього в наявності є тільки інструментальна сталь з високим вмістом вуглецю. Виявляється існує технологія, яка дозволяє зробити високовуглецеву сталь більш пластичною та ковкою. Така технологія називається відпал.
   При відпалі інструментальну сталь нагрівають при температурі 650-900°С на протязі 2-3 годин. При закінченні вказаного терміну, горно відключають і заготівку повільно охолоджують, не виймаючи з горна. Чим довше заготівка буде вистигати, тим пластичнішою вона стане.
   Із відпаленої сталі нерідко виготовляють інструменти для художньої обробки металу. Викуваний інструмент гартують повільним і рівномірним нагріванням до потрібної температури з швидким охолодженням у воді чи машинному маслі. Швидке охолодження необхідне для того, щоб запобігти небажаним структурним змінам в металі. Вуглецеві сталі, як правило, охолоджуються в холодній воді, леговані - в маслі, а високолеговані - в потоці повітря. В ковальських і слюсарних інструментах, зазвичай, гартують тільки робочу частину.
   В деяких випадках необхідно змінити не тільки структуру, але й хімічний склад верхнього шару стального виробу. для цього удаються до особливій хімічно-термічній обробці металу, при якій заготівка має вязку серцевину, і тверду та зносостійку поверхню. Є багато способів як це зробити, та ми розглянемо лише цементацію.
   Цементація представляє собою насичення поверхні сталі вуглецем при нагріві і подальшим гартуванням з низьким відпуском. Як правило, цементації піддають низьковуглецеві (з вмістом вуглецю до 0,2%) і деякі леговані сталі. Ціль цементації - підвищити твердость та зносостійкость стальної поверхні. Середня глибина цементованого шару становить 0,5-1,5 мм. Тверда цементація проводиться з допомогою густої пасти із 55% сажі, 30% кальцинованої солі, 15% щавелекислого натрію і води. Пасту наносять на ділянки, призначені для цементації. Після того як паста висохне, загітовку закладають в піч і витримують в ній 2-2,5 години при температурі 900-920°С. При твердій цементації товщина шару складає 0,7-0,8 мм. Рідка цементація проводиться в печі-ванні, наповненій рідиною, в складі якої 75-85% соди, 10-15% хлористого натрію і 5-10% карбіду кремнію. Металічну заготівку занурюють на 1,5-2 години у цю ванну, нагріту до температури 850-860°С. При рідкій цементації товщина шару складає 0,3-0,4 мм.
   Газова цементація проводиться тільки в промислових умовах. Заготівку поміщають в суміш розжарених газів (метан і окис вуглець). Після циментації заготівку охолоджують разом із піччю, після чого загартовують при температурі 760-780°С і охолоджують в машинному маслі.


   інші статті:


Категорія: Мої статті | Додав: fabrovero (04.02.2012)
Переглядів: 4539 | Теги: ковані вироби, цементація, гартування, термічна обробка, відпал, сталь | Рейтинг: 5.0/1
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]