Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі семей каласы



бет6/6
Дата25.04.2016
өлшемі1 Mb.
1   2   3   4   5   6
: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған

Мартенситтің перлитке түрленуі

Қыздыруда шынықтырылған болат орын алады, өзгеріс диффузиядағы көміртегімен

байланысты.

Шынықтырылған мартенсит тегіс емес құрылым, төменгі температурада сақталады.

Тепе-теңдік күйдегі құрылым алу үшін бұйымды жұмсарту (отпуск). Болатты

қыздырғанда келесі процестер пайда болады.

200°С температурадағы қыздыруда мартенситте көміртегі қайта болінеді, ε-карбиді

қалыңдығы бірнеше атомды диаметрлі пластинка пайда болады.Карбидтің пайда

болуына тек мартенситтің аумағынан көміртегі жумсалады. Болатта карбид және екі α–

қатты мартенситті ерітінді болады (жоғарғы және төменгі концентратты көміртегімен).

Бұндай мартенситті ыдырау үздікті деп аталады. Диффузия жылдамдығы аз, карбидтер

үлкеймейді, мартенсит ыдырауы жаңа карбид бөлшегінің туындысынан шығарып

салынады. Осыдан тетрагональдық тор төмендейді.

300°С қыздыруда пайда болған карбид өседі. Карбидтер мартенситтен бөлінеді және

көміртегімен бірігеді. Карбидтер өседі және көміртегінің диффузиясы жоғарылайды.

Карбидтің кристалдық торы когерентті мартенситті тормен байланысты.

Жоғары көміртекті болатта қалдықты аустенит мартенситті жасытуға түрленеді.

Тетрагональдық тордың төмендеуі байқалады және ішкі кернеудің төмендеуі байқалады.

Құрылым –мартенситті жумсарту.

400°С қыздыруда бүкіл қажетсіз комиртек Feα-ғы бөлініп шығады. Карбидтік

бөлшектер түгел әлсізденеді, цементиттік құрылымға түрленеді және өсе бастайды.

Карбидтін бөлшектік формасы сфераға жақындайды. Жоғары дисперсті қоспа - феррит

пен цементиттін - трооститті жумсарту деп аталады.

400°С жоғарғы u1090 температура қыздыруда фазалық құрамның өзгерісі болмайды, тек

микроқұрылым өзгереді. Цементиттің сфероидизациясы мен орынның өсуі болады.

Үлкен карбидтік бөлшектің өсуі мен ұсақ араласуы байқалады.

550.....600°С температурада сорбиттік жумсартуға ие. Болаттың құрамын жақсартады.

650......700°С температурада өте өрескел ферриттік-цементитті қоспа алынады-перлитті

жумсарту ( дәнді перлит)

Нормальданудың, жасытудың, шынықтырудың технологиялық

ерекшеліктері мен мүмкіндігі

Технология өндіргенде міндетті қондыру керек:

● детальды қыздыру режимі (температура және қыздыру уақыты)

●орта сипаттамасы, қыздыру өткізілетін және оның болат материалға әсер етуі

● салқындату шарты.

Термиялық өңдеудің режимін диаграмманың күйіне және диаграмманың изотермиялық

ыдырауының сәйкестігіне белгілейді.

Қыздыру пешінде, отындық немесе электрлік, тұзды ваннада немесе балқыған металы

бар ваннада және индукционды қыздыру нәтижесінде қыздыру жүзеге асырылады.

75

Сур.13.4.Темир-цементит жүйелі диаграмманың сол бұрышы және болаттардың термиялық



өндеудегі қыздырудың температурлық облыстары

Қыздыру жылдамдығы жоғары болса, болаттын лигерленуіде төмен, құрылымы біртекті

болса, конфигурациясыда қарапайым болады. Қыздыру жылдамдығы 0,8.....1 мин

аралығында 1мм қимаға қолданады. Қыздыру уақытын 20% ұстау уақыты болып

табылады.

Қыздыру ортасы қыздырғанда пештегі газды ортамен құрамдастар болатқа әр түрлі

әсер тигізуі мүмкін:

● тотықтандырғыш ( О , СО , СH )

●тотықсыздандырғыш ( СО, CH )

●күкірттендіргіш ( СО, CH )

●күкіртсіздендіргіш ( О , H )

●нейтральды( N инертті газдар )



Нормальдану және жасыту. Белгіленуі мен режимі

Жасыту- қаттылықты төмендетіп және пластикалығын, тұтқырлығын жоғарлата отырып

тепе-тең ұсақ дәнді құрылым алады, және мүмкіндік береді:

●дайындамалардын қысыммен және кесумен өнімділігін арттыру

●дәнекер тігіннің құрылымын түзейту, қысыммен өңдегенде және болатты құйғанда

●құрылымды келесі термиялық өңдеуге дайындау


14 Дәріс

Шынықтыру мен жұмсартудың технологиялық ерекшеліктері мен

мүмкіндігі.

1.Шынықтыру

2.Шынықтыру әдістері

3.Жұмсарту

4.Жұмсартудың сынғыштығы

Шынықтыру

Конструкциялық болаттарды шынықтырумен жұмсартуды өткізеді, оның нәтижесінде

қаттылығы мен төзімділігі артады, сонымен қатар жоғары пластикалығын алу үшін.

Эвтектоидтан кейінгі болаттың жоғары қыздыру температурасы шектеулі, олай болмаған

жағдайда дәннің өсуіне әкеп соқтырады, оның нәтижесінде төзімділігімен және тез ыдырауға

қарсылығы төмендейді.

Негізгі параметрлері болып қыздыру температурасы және салқындау жылдамдығы

табылады. Қыздыру уақыты қыздыру құрамына байланысты болады, белгілі мәліметтерге

сүйенсек ағыс мм-не электрлік пеште – 1,5...2 мин уақыт жұмсалады; жалынды пеште – 1

мин; тұзды ваннада – 0,5 мин;

Қыздыру температурасына байланысты шынығу түрін анықталады:

● толық, А3 критикалық нүктесінен жоғары 30... 500 қыздыру температурасы.

Эвтектоидқа дейінгі болат үшін қолданылады. Қыздыру және салқындату кезінде

болаттың өзгерісін келесі схемада көрсетілген.

Толық емес шынықтыру эвтектоидқа дейінгі болат үшін қолданбайды,өйткені құрылысында

жұмсақ феррит қалып қояды. Қыздыру және салқындату кезінде болат құрылысының өзгеруі

схема бойынша жүреді:

●Толық емес , А1 критикалық нүктесінен жоғары 30... 500 қыздыру температурасында.

Тн=А1 +(30…50)˚С

Эвтектоидтан кейінгі болаттар үшін қолданылады.Қыздыру және салқындату кезінде болат

құрылысының өзгерісі келесі схемада көрсетілген:

Эвтектоидтан кейінгі болаттарды шынықтыру алдында міндетті түрде түрде

сфероидизациялық күйдіруді жүргізеді.

Керекті құрылысын алу үшін құралды әр түрлі жылдамдықпен салқындатады, соның

нәтижесінде салқындату ортасы анықталады.

78

Салқындату режимі үлкен шынықтыру кернеуін төмендету үшін қажет. Жоғары салқындату



жылдамдығымен шынықтыруда ішкі кернеу пайда болады, соның нәтижесінде сыну пайда

болады.


Ішкі кернеу макроскопиялық дене бөлігін 1-ші типті кернеу деп атайды. Ол форманың

өзгерісімен термоөндеу кезінде сызық түсуіне жауап береді. Кернеу пайда болу себебі:

-Салқындату кезіндегі температураның айырмашылығы.

-Бұйымның бөліктерінде фазалық айналудың біркелкі жүруі.

Сызықтын пайда болуын алдын ала ескерту үшін жоғары кернеуді азайту қажет.

Шынықтыру кезінде кернеу қыздыру температурасына әсер етеді. Қызып кетуы

шынықтырудағы сызықтың пайда болуын қамтамасыз етеді, деформация жоғарылайды.

Салқындату режимі керекті шыныққан қабатты алу үшін қажет.

Салқындату режимінің оптимальділігі: перлит облысындағы салқындаған аустениттің

тарап кетпеуін қамтамасыз ету үшін А1-Mн интервалындағы температураның максималды

салқындату жылдамдығы, және сызықтың пайда болуымен қалдық кернеуді төмендету үшін

Мн-Мк температура интервалындағы мартенситтік айналудың минималды салқындау

жылдамдығы.Өте жай салқындату мартенситтің бөлшектеп жіберуіне соқтыруы мүмкін және

қалдық аустениттің мөлшерінің көбеюіне, сонымен қатар қаттылығының төмендеуіне

соқтыруы мүмкін.

Шынықтыру кезінде салқындату ортасы болып әртүрлі температурада суды, техникалық

май, тұз қоспасы, балқыған металды қолданады.

Судың кемшілігі болып: мартенситтік айналу интервалындағы салқындаудың жоғары

жылдамдығы шынықтыру дефектісіне әкеп соқтырады. Судың температурасының

жоғарлаған сайын шынығу мүмкіншілігі төмендейді.

NaCl және NaOH сулы ерітіндісі 8...12%-тік тепе-тең салқындау мүмкіндігімен

ерекшеленеді. Олар бір мезетте «булы көйлекті» бұзады, содан соң ғана көпіршікті қайнау

тұрақты түрде салқындайды.

Ағынды салқындату кезінде ғана салқындау ерекшелігі жоғарылайды, мысалы беткі

шынығы кезінде жоғары тұрақты аустенитті болатпен лигерлеу үшін минералды май (мұнай)

қолданады.

Мартенситті температура интервалында орташа салқындату жылдамдығымен қамтамасыз

етеді және u1096 шынықтыру мүмкіндігінің тұрақтылатады. Минерал майларының кемшілігі

болып жанудың жоғарылауында, перлиттік айналу температура интервалындағы салқындау

мүмкіндігінің төмен болуы, бағасының жоғары болуы. Салқындау ортасын таңдау кезінде

болаттың шынықтыру мен өткізгіштігін ескеру қажет.

Шынықтыру болаттың жоғары қаттылықты игеруінде.Шынықтыру құрамындағы

көміртегі мөлшеріне байланысты. Болат құрамында 0,2% көміртегі болған жағдайда

шынықтыру жүрмейді.

Өткізгіштік белгілі бір терендікте жоғары қаттылығы бар мартенситті және троосто –

мартенситтік құрылымды қабат алу мүмкіндігі, құрылымда бірдей көлемі бар.

Шыныққан зонасы бар терендік беттің ортанғы қабатына дейін қашықтықта қабылдайды.

Шынықтырудың критикалық жылдамдығы аз болса, оның тесілгіштігі жоғары болады.

Іріленген дәндер тесілгіштік қасиетін жоғарлатады. Егер суыту жылдамдығы бұйымның қақ

ортасында критикалық болса, онда болат та тесілгіштік жанама болады.Аустенитте

ерімейтін бөлшектер мен әртектілік тесілгіштік қасиетін бәсеңдейді. Тесілгіштіктің

мінездемесі -критикалық диамерті болып табылады. Критикалық диамерт дегеніміз-

максимальді қиылысу, берілген суытудағы тереңдік бойынша тесілгіштік, яғни бұйымның

радиусына тең.

Легирлеуші элементтерді болатқа енгізгенде оның шынықтыру мен тесілгіштік қасиеті

жоғарлайды.



Шынықтырудың тәсілдері

Бұйымның формасына, болат маркилеріне және комплекс керек қасиеттеріне қарай үшін

әртүрлі суыту тәсілдерді қолданады (сур.14.1).

79

Сур.14.1.Шынықтыру режимы



1.Бір ортада суыту аймағындағы шынықтыру (VI)

Белгілі бір температураға дейін қыздырылған бұйымды суыту аймағына орналастырып

суытады. Суыту ортасының ретінде төмендегілер қолданылады:

-Су- көміртекті болаттан жасалған ірі бұйым;

-Май-құрамында легирлеуші элементтер мен көміртегі бар болаттың орташа және

қарапайым жасалған бұйымдары үшін.

Шынықтырудағы негізгі жетіспеушілігі-аса үлкен кернеудің болуы

2.Екі сферадағы шынықтыру немесе үзілісті. (V2)

Қыздырылған бұйымды қайтадан Т-3000С болатын тез суытатын су ортасында суытады,

содан кейін жұмсарған майлы ортаға орналастырады.

Үзілісті шымдалу суытудың максимальді қасиетін қамтамасыз етеді.Құралдар

шынықтырудың негізі ретінді қолданады. Жетіспеушілігі: бір ортадан екінші ортаға

орналасуын айқындайдын жағдайында қиыншылық туғызады.

3.Сатылы шынықтыру (V3)

Берілген температураға дейін қыздырылған бұйымды суыту ортасына орналастырып, Т=

30-500С Мн нүктесінен жоғары болатын жерде белгілі бір уақыт ұстап, температурлары тең

болғанға дейін.Изотермиялық уақыт аустениттің төзімділік қаситеінен берілген

температурада жоғары болмауы керек.

Суыту ортасының сапасы ретінде еріген тұздар мен металдар қолданады. Изотермиялық

өңдеуден кейін бұйымды жоғары емес температурада суытады. Бұл қолдану негізінен орташа

және ұсақ бұйымдарға арналған.

4.Изотермиялық шымдалу (V4)

Сатылы шынықтырудан негізгі айырмашылығы-оның төзімділік қасиеті Мн

температурасында өтпелі айналымда болуы. Изотермиялық төзімділік аустениттің бейнитке

айналуын қамтамасыз етеді. Өтпелі айналымда легирленген болат бейниттен басқа

аустениттік құрамын сақтайды.Құрастырылған структурасы қаттылық, созылмалық, майысу

қасиеттерін мінездейді. Бұған қоса деформациялық қасиеті шынықтыру қысымына, фазалық

қысымына байланысты төмендейді.

Суыту ортасының сапасы ретінде еріген тұздар мен щелочтар қолданады. Болатты

легирлегенде қолданады.

5. Шынықтыру өзімен-өзі жұмсарту мен бірге.

Қыздырылған бұйымдарды суыту ортасына орналастырып, жартылай суытады. Бұйымды

алғаннан кейін, оның жоғарғы қабатын ішкі температурасы есебінен қайта қыздырады, бұл

кезде өзімен-өзі жұмсарту түзіледі. Ол негізінен жоғары температураға ие болатын,

созылмалы, өте қатты бұйымдар үшін қолданады(соғуға арналған құралдар-балғалар,

тістемелер)

80

Жұмсарту

Жұмсарту соңғы термиялық өңдеу болып табылады.

Жұмсартудің u1084 мақсаты болып аққыштығымен және пластикалығын жоғарлату, қаттылығын

төмендетіп және шынықтырылған болаттың ішкі кернеуін азайту болып табылады.

Қыздыру температурасын жоғарылатқан сайын қаттылығы төмендейді, ал аққыштығымен

пластикалығы жоғарылайды.Жұмсарту температурасын нақты бөлшектің төзімділігіне

байланысты болады.

Жұмсарту үш түрге бөлінеді:

1.Төменгі жұмсарту Тн = 150...300˚С қыздыру температурасында.

Нәтижесінде бөліктеп шынықтырудың кернеуі алынады. Мартенситтік жұмсартудің

құрылымы алынады.Инструменталды болаттар үшін; шымдалғаннан кейін жоғары тоқпен,

цементациядан кейін.

2. Орташа жұмсарту Тн = З00...450°С қыздыру температурасымен.

Жақсы серпімділігімен және аққыштығымен жоғары қаттылығы бар 40…45 HRC троостит

жұмсартудің құрылымын алады.Оларды пружина, рессор секілді бұйымдар үшін

қолданылады.

3. Жоғары жұмсарту Тн= 450...650°С қыздыру температурасымен. Жоғары қаттылығы

және соққы аққыштығы бар сорбит жұмсартудің құрылымын алады. Соққыға көп шыдамды

машина тетіктері үшін қолданылады.

Шынықтыру мен жоғары жұмсарту термиялық өңдеу комплексін – жақсарту деп аталады.



Жұмсартудың сынғыштығы

Әдетте жұмсартудің температурасын жоғарылатқан сайын соққы аққыштығы

жоғарылайды, ал салқындау жылдамдығы қасиетіне әсер етпейді. Бірақ кейбір болаттар үшін

соққы тұтқырлығы азаяды. Бұл көрініс жұмсарту сынғыштығы деп аталады(сур.14.2).

Сур.14.2. Жұмсартудың температурасына соққы тұтқырлығының байланысы

Жұмсарту сынғыштығының I типі 3000С температурада жұмсарту облысында байқалады. Ол

салқындау жылдамдығына тәуелді болмайды.

Бұл құбылыс мартенситтің айналу тұрақсыздығына байланысты. Дәннің ішкі көлеміне

қарағанда дән шекарасына жақын маңда процесс тез жүреді. Шекарада кернеу

концентрациясы байқалады, сондықтан шекарасы нәзік болып келеді. I типті жұмсартудің

сынғыштығы қайтымсыз, ол дегеніміз бір детальді қайта қыздыру байқалмайды.

II типті жұмсарту сынғыштығының 450...6500С облысында жұмсартудан кейін

салқындатылған легирленген болаттарда байқалады.

Жоғары жұмсарту кезінде дәннің шекараларында дисперсті карбидті қосылыстардын пайда

болуы және бөлінуі жүреді.Шекараның зона легирлеуші элементтерді біріктіреді. Жайлап

салқындату кезінде дәннің шекарасы үшін фосфордың диффузиясы жүреді. Шекаралық зона

фосформен байытылады, төзімділігімен соққы тұтқырлығы төмендейді.

Бұл дефектінің жүруіне хром әсер етеді, марганец және фосфор.

81

II типті жұмсарту сынғыштығы қайтарымды, ол дегеніміз қайта қыздыру кезінде және баяау



салқындату кезінде сол болаттарды қауіпті температура интервалында дефект қайталану

мүмкін.


IIтипті жұмсарту сынғыштығы болаттарды, тез салқындату жүргізілмеген жағдайда 6500С

қыздыру температура кезінде жұмысқа қолдануға болмайды,.



Бақылау сұрақтары:

1.Шынықтыру дегеніміз не?

2.Шынықтыру түрлері

3.Жұмсарту дегеніміз не?

4.Жұмсарту түрлері

5.Жүмсарту мен шынықтыру не үшін жүргізіледі?


15 Дәріс

Болаттарды химия-термиялық өңдеу: цементтендіру, азоттандыру,

нитроцементтендіру және диффузионды металлдандыру.

1. Болаттарды химия-термиялық өңдеу

2. Химия-термиялық өңдеу түрлерінің технологиясы мен тағайындалуы.

3. Цементтендіру.

4. Қатты карбюризаторда цементтендіру.

5. Газды цементтендіру.

6. Цементтендірілген қабаттың құрылымы.

7. Цементтендірілгеннен кейін детальдарды термиялық өңдеу

8. Азоттандыру.

9. Цианирлеу және нитроцементтендіру.

10.Диффузионды металлдандыру..

Болаттарды химия-термиялық өңдеу

Химия- термиялық өңдеу дегеніміз - детальдардың беткі қабаттарының қасиеттерін,

микроқұрылымын және химиялық құрамының өзгеру үрдісі.

Беткі қабаттарының химиялық құрамының өзгеруі олардың сыртқы ортамен (қатты, сұйық,

газ, плазма) қарым-қатынасы нәтижесінде қыздырыда іске асады.

Беткі қабаттарының химиялық құрамының өзгеруі нәтижесінде оның фазалық құрамы мен

микроқұрылымы өзгереді.

Химия- термиялық өңдеудің негізгі параметрі болып қыздыру темепературасы мен төзімділік

ұзақтығы.

Химия- термиялық өңдеу түрлерінің негізінде диссоциация, адсорбция, диффузия үрдістері

жатады.

Диссоциация- химиялық реакция және булану нәтижесінде белсендірілген атомарды



жағдайдағы аса қаныққан элементтің алынуы.

Мысалы


2NH3 → 2N + 3H2 или СН2→ С + 2Н2

Адсорбция - яғни бұйымға берілетін атомдардың металдық бетке «жабысуы». Адсорбция

экзотермиялық үрдіс, металдың бетіндегі атомдардың еркін байланыстарының сыртқа

қарай бағытталғандығымен түсіндіріледі, бұл жағдай металдың беткі энергиясын

арттырады.

82

Диффузия – адсорбталған атомдардың бұйым түбіне ауысуы.



Адсорбция және диффузия үрдістерінің қабылдануы үшін аса қаныққан ерітінді негізгі

металмен әсерлесіп, қатты ерітінді және химиялық қосылыс құрау керек.

Химия-термиялық өңдеу бұйым бетінің мықтылығының негізгі түрі болып табылады.

Химия- термиялық өңдеудің негізгі түрлері болып табылады:

-Цементтендіру (беткі қабаттың көміртегімен қанығуы)

-Азоттандыру (беткі қабаттың азотпен қанығуы)

-Нитроцементтелу және цианерлену (беткі қабаттың бір уақытта көміртегімен де, азотпен де

қанығуы)


-Диффузионды металдандыру (беткі қабаттың әртүрлі металдармен қанығуы)

Химия-термиялық өңдеу түрлерінің технологиясы мен тағайындалуы

Цементтендіру.

Цементтендіру - болат детальдардың беткі қабатын 900...950 0С температураға дейін

көміртекпен диффузиялык қанықтыру үрдісі. Көміртегі мөлшері төмен болаттар ғана

цементтендіріледі. (0,25 % дейін).

Бұйымдардың қыздырылуы көміртегін жеңіл беретін ортада жүреді. Өңдеу режимдері

таңдалынып, беткі қабатты белгілі бір тереңдікке дейін көміртегімен қанықтырады.

Цементтендірілу тереңдігі құрылысында феррит пен перлит көлемдері бірдей болатын

бұйымның беткі қабатынан орта зонаға дейінгі ара қашықтықтығы.

Цементтендірілу дәрежесі – беткі қабаттағы көміртегінің орташа мөлшерде болуы (әдетте

шамамен 1,2 %).

Көміртегі мөлшерінің жоғары болуы екінші цементит санының пайда болуына және жоғары

морт сынғыштыққа алып келеді. Тәжірибе кезінде цементтендіруді қатты және газды

карбюризаторда қолданады.Цементтендірілмеген бұйым беті алдын-ала мыс немесе сазбен

(электролиттік әдіспен) қапталады.

Қатты карбюризаторда цементтендіру.

Толықтай дайын емес бұйымдарды темір жәщіктерге салып, қатты карбюризатормен

жабады.10-40% мөлшерде BaCO3, Na2CO3 көмірқышқыл тұздарымен қосылған ағаш көмір

қолданылады. Жабық жәшіктерді пешке салып, 930-9500С температурада ұстайды. Оттегі

әсерінен көмір толық жанбай СО көміртек оксиді пайда болады, реакциясы нәтижесінде

атомарды көміртек бөлініп шығады. 2СО→СО2 + Сат

Пайда болған көміртек атомдары бұым бетімен адсорбцияланып, металл түбіне

диффузияланады.

Бұл әдістің кемшіліктері:

-Уақыттың көп жұмсалуы '280,1мм тереңдікте цементтендіру үшін 1 сағат уақыт жұмсалады)

-Үрдістің өнімділігі төмен

Газбен цементтендіру.

Бұл үрдіс газбен толтырылған герметикалық камерасы бар пештерде іске

асады.Көміртекқұрамды газдар активті газдар болып табылатын газ-тасығыш, көміртегі

оксиді, метан және басқа да көмірсутек құрайтын азот, сутегі, су буынан тұрады.

Цементтендіру тереңдіг төзімділік ұзақтығы мен қыздыру температурасымен анықталады.

Әдістің артықшылығы:

-қабаттағы көміртегінің белгілі бір концентрациясын алу мүмкіндігі (құрайтын газдардың

қатынасын өзгерту арқылы көміртегі мөлшерін қадағалауға болады)

-жай термиялық өңдеу әсерінен үрдістің ұзақтығының қысқаруы

-үрдістің толық механикаландырылуы мен автоматтандырылуы

Бұл әдіс өнімді жаппай немесе көп сериялы өндірісте қолданылады.

Цементтендірілген қабаттың құрылысы.

Цементтендірілген қабаттың құрылысы 15,1 суретте көрсетілген.

83

Сур.15.1.Цементтерілген қабаттың құрылымы



Бұйымның бетінде перлиттен және цементиттен тұратын эвтектоидтан кейінгі шойын

қабаты пайда болады.Беткі қабаттың жойылуына байланысты көміртегінің мөлшері азаяды

және келесі бет перлиттен ғана құралады. Содан кейін ферриттік түйіршіктер пайда болады,

олардың мөлшері бетті қабаттың жойылуына байланысты көбейеді. Сонында, бұйымның

құрлымы бастапқы құрамға сай келеді.

Цементтендіруден кейінгі термиялық өңдеу.

Цементтендірудің нәтіжесінде кескін жерінде көміртек тиімді үйлестіріледі.

Цементтендірілген бұйымның құрамын келесі термиялық өңдеуден кейін толығымен

түзіледі.Барлық бұйымдар төмен жұмсартумен шынықтыруға ұшырайды.

Шынықтырылғаннан кейін цементтерілген бұйым жоғары қаттылыққа, тозуға төзімді

болады, және контакты шыдамдылығтың шегі өседі және тұтқырлығын сақтап иілу кезіндегі

шегі жоғарлайды. Термиялық өңдеудің комплексі материалдын және бұйымның

қолдануынан тәуелді болады. Әртүрлі термиялық өңдеудің комплексті графиктері 15.2-

суретте келтірілген.

Сур.15.2.Цементтендірілген бұйымның термиялық өндеудің режимі

Егер болат үсақ дәнді немесе бұйым жауапсыз қолданылатын болса, бір ретте шынықтыру

820-8500 С t арасында жүргізіледі.

Сонымен қатар,цементтендірілген қабатта жоғары көміртекті мартенсит алынады және де

бөлшектеп қайта кристалдандыруын және дәннің өзегінің ұсақталуын қамтамасыз етеді.

84

Газбен цементтендірілген кезде мына процесс біткенде осы температураға дейін суытады,



кейін шынықтыру жүргізіледі.

Цементтендірілген бұйымдардың жоғары механикалық қасиеттеріне жеткізу үшін 2-рет

шынықтыу қолданады:

-Бірінші шынықтыру 880-9000 С температура аралықында құрылым өзегін түзеу үшін

жүргізіледі.

-Екінші рет шынықтыру 760-7800 С температура аралығында беткі қабатта ұсақ ине тәрізді

мартенситті алу үшін жүргізіледі.

Термиялық өндеудің соңғы операциясы ретінде 150-1800C аралығында жүргізілетін төменгі

жұмсарту болып саналады.

Жұмсарту соңында беткі қабатта жасытылған мартенситті құрылым алынады және аз ғана

мөлшерде кернеуді азайтады.Цементтендіруге ұшырайтындар:тісті дөңгелектер, поршеньді

сақиналар, червяктар, осьтер, роликтер.



Азоттандыру.

Азоттандыру- беткі қабаты азотпен қанықтыратын химико- термиялық өңдеу. Ең бірінші

рет азоттандыруды Чижевский И.Л.өндірісте 20 жылдары қолданды. Азоттандыру кезінде

тек қана қаттылық пен тозуға төзімділік жоғарламайды,сонымен қатар коррозияға төзімділігі

өседі. Азоттандыру кезінде бұйымды белгілі бір жылдамдықпен аммиак NH3 келетін

герметиялық пешке салады.Қыздыру кезінде аммиак мына реакция бойыша диссоциаланады:

2NH3=2N+3H2. Атомдық азот бұйым беті сіңіріп және түбіне диффундіріледі. Көміртекті

болаттардың азоттандырылган қабатта алынған фазалар жоғары қаттылықты қамтамасыз

етпейді және морт сынғыш қабат түзеді. Азоттандыру үшін құрамды

алюминий,молибден,хром,титан бар болаттар құрылады. Бұл элеметтердің нитридтері

дисперсті және жоғары қаттылық пен термиялық тұрақтылыққа ие болады. Типтік

азоттандырылған болаттар:38 ХМЮА, 35ХМЮА,30 ХТ2Н3Ю.

Азоттандырылған қабаттың тереңдігі мен беткі қаттылығы кейбір факторларға

байланысты оның ішінде негізгілері: азоттандыру температурасы,азоттандыру ұзақтығы

және азоттандырылатын болаттың құрамы.

Детальдардың жұмыс істеу шартына байланысты азоттандыру келесілерге бөлінеді:

1.Бетінің қаттылығын және тозуға төзімділігін жоғарлату

2.Коррозияға қарсылығын жақсарту (антикоррозиялық азоттандыру)

Бірінші жағдайда үрдіс 500...560°С температурада 24...90 сағат бойы жүргізіледі,себебі

азоттандыру жылдамдығы 0,01мм/сағ құрайды.Беткі қабаттағы азоттың құрамы 10...12%

құрайды,ал қабат қалыңдығы(Һ)-0,3...0,6мм.Бетінің қаттылығы шамамен 1000 HV.Салқындау

пешпен бірге аммиак ағынында жүргізіледі.

Иондық азоттандыру кезінде азоттандырудың уақыты барынша

қысқарады.Катод(детальмен) және анод иондарының арасында бықсу разряды пайда

болады.Азотқұрамдас газдар иондалады,және иондар катодтың бетін бомбылайды,оны

қанығу температурасына дейін қыздырады.Катодтық шаңдану 1100...1400 В қысыммен

5...60мин бойы орындалады және қысымы 0,1...0,2 мм рт.ст, ал жұмыстық қысым 400...1100

В,үрдістің ұзақтылығы 24 сағатқа дейін.

Антикоррозиялық азоттандыру легирленген және көміртекті болаттарда жүргізіледі.

Азоттандыру температурасы 650...700°С,үрдіс ұзақтығы -10 сағат.Бетінде коррозияға қарсы

жоғары төзімділікке ие ε- фаза қалыңдығы 0,01...0,03 мм қабат пайда болады (ε-фаза-

гексагональді торға ие, темір нитридінің Fe3N негізіндегі қатты ерітінді).

Азоттандыру ақырғы механикалық және термиялық өңдеуден өткен дайын бұйымда

жүргізіледі.

Азоттандырудан кейін бұйым өзегінде жоғары беріктікке және тұтқырлыққа ие сорбит

құрылымын сақтайды.



Цианирлеу және нитроцементтендіру.

Цианерлеу- беті бір уақытта көміртек және азотпен қанығатын химия- термиялық

өңдеу.Ол цианисті тұз балқытылған ваннада жүргізіледі u1084 мысалы NaCN-тың NaCL,BaCL

85

тұздарының қосылуымен және т.б.Цианисті натрийдің тотығуында атомдық азот және



көміртек тотығы түзіледі: 2NaCNO +O2 → Na2CO3 +CO +2Nат

Қабаттың тереңдігі және ондағы көміртек пен азоттың концентрациясы үрдістің

температурасына және оның ұзақтылығына байланысты.

Цианирлі қабат жоғары қаттлыққа 58...62HRC ие және тозуға жақсы

қарсыласады.Коррозияға төзімділігі және беріктігі жоғарлайды.

Үрдістің ұзақтығы 0,5...2 сағат.



Жоғары температуралы цианирлеу – 800...950°С температурасында,және 0,6%...1,2%

көміртегі бар болаттың қанығуымен жүргізіледі(сұйық цементтелу).Цианерлеу қабатындағы

азоттың құрамы 0,2...0,6%, ал қабаттың қалыңдығы 0,15…2 мм.Бұйым цианирленгеннен

кейін төмен жұмсаруға және шынықтыруға ие болады.Жобаланған қабаттың ақырғы

құрылымы Fe2(C,N) карбониттердің жуқа қабатынан,сосын азоттық мартенситтен құралады.

Цементтендіруді жоғары температуралы цианерлеумен салыстырғанда жоғары

жылдамдықпен жүреді,бұйымды аз деформацияға әкеліп соқтырады, тозуға қарсыласады

және жоғары қаттылыққа ие.



Төменгі температуралы цианерлеу- 540...600°С температурасында болаттың азотпен

қанығуымен жүргізіледі.Бұл үрдіс бұйымдарға тезкезкіш,жоғары хромды болаттардан

жасалады.Ақырғы өңдеу болып табылады. Цианирлеудің негізгі кемшілігі болып цианисті

тұздардың ұлы болып келуі.



Нитроцементтендіру- цементтендірілетін газдан және диссоциацияланатын аммиактан

тұратын газ тәріздес құймада жүргізілетін цианерлеу.

Газдың құрамы және үрдіс температурасы жоспарланған қабатта көміртек пен азоттың

қатынасымен анықталады.



Жоғары температуралы нитроцементтендіру- 830...950°С температурасында

жүргізіледі.Құрамында аммиак мөлшері жоғары көміртекті және аз легирленген болаттардан

жасалатын бұйымдар машина жасауда қолданылады.Шынықтырудың төменгі жұмсаруымен

жүруі ақырғы термиялық өңдеу болып табылады.Қаттылығы 56...62 HRC.

ВАЗ-да бұйымның 95% нитроцементтендіруге ұшырайды.

Төменгі температуралы u1085 нитроцементтендіруге термиялық өңдеуден кейінгі тезкескіш

болаттардан жасалатын бұйымдар ұшырайды.Үрдіс 530...570°С температурада 1,5...3 сағат

бойы жүреді.Қаттылығы 900...1200 HV, қалыңдығы 0,02...0,004 мм болтын беткі қабат

түзіледі.



Диффузионды металдандыру.

Диффузионды металдандыру болаттан жасалатын бұйымның беті әртүрлі:алюминимен,

хроммен, кремниймен, бормен және т.б. элементтермен қанығатын химия-термиялық

өңдеу.Хроммен қанықса үрдіс- хромдандыру, алюминиймен- алитирлендіру, кремниймен-

силицендіру, бормен – борландыру деп аталады.

Диффузиоды металдандыруды қатты, сұйық және газ тәрізді ортада жасауға болады.

Қатты диффузионды металдандыруда металдаушы болып құрамында хлорлы аммониясы

бар ферроқорытпа болып табылады(NH4CL).Металдаушының НСl реакциялану

нәтижесінде хлордың металмен қосылысы (ALCL3,CrCL2,SiCL4 )пайда болады.Бетімен

қатынас кезінде бос атомдардың байда болуымен диссоциациялайды.

Сұйық диффузионды металдандыру балқыған металға металдардың салынуымен

жүреді.Газ тәріздес диффузионды металдандыру әртүрлі металдардың хлоридтары болып

есептелінетін газ тәрізді ортада жүреді.

Металдардың диффузиясы өте баяу жүреді,себебі орын басу ерітіндісі пайда

болады.Сондықтан, бірдей температураларда диффузиондық қабат цементация кезіндегіге

қарағанда он және жүз есе жұқа болып келеді.

Диффузионды металдандыру- ұзақ уақыт бойы және жоғары температуралар

аралығында(1000...1200°С) болатын,қымбат тұратын үрдіс болып саналады.

86

Металдандырылған беттің негізгі қасиеттерінің бірі болып ыстыққа төзімділігі болып



табылады.Жұмыстық температура үшін 1000...1200°С ыстыққа төзімді металдар қарапайым

көміртекті металдардан жасалады.



Бақылау сұрақтары.

1. Химия –термиялық өңдеу дегеніміз не?

2. Химия – термиялық өңдеудің негізгі параметрлері

3. Химия –термиялық өңдеу үрдістері

4. Цементтендіру

5.Қатты карбюризаторда цементтендіру

6. Газбен цементтендіру

7. 2-рет шынықтыру не үшін қолданылады?

8. Шынықтыру қандай температураларда жүреді?

9. Азоттандыру дегеніміз не?

10. Цианерлеу, оның түрлері

11. Нитроцементтендіру және оның түрлері



12. Диффузиондық металдандыру




1   2   3   4   5   6


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет