Термическая обработка в процессах восстановления деталей

Одним из основных методов термической обработки является нагрев детали до определенной температуры, которая может быть достигнута различными способами: печным нагревом, индукционным нагревом, газовым нагревом и другими. При этом важно контролировать скорость нагрева, чтобы избежать деформации или разрушения детали.

После нагрева проводится выдержка, которая позволяет структуре материала перестроиться и приобрести необходимые свойства. Время выдержки зависит от типа материала и требуемых свойств, и может варьироваться от нескольких минут до нескольких дней.

После выдержки деталь охлаждается с заданной скоростью, чтобы избежать появления напряжений и деформаций. Охлаждение может быть проведено естественным способом, либо с помощью специальных устройств.

Химико-термическая обработка включает в себя добавление к нагреву химических веществ, которые могут изменить структуру материала и его свойства. Например, при цементации углерод добавляется к поверхности детали, что позволяет увеличить ее твердость и износостойкость.

Термическая и химико-термическая обработка являются неотъемлемой частью процесса восстановления деталей. Они позволяют вернуть деталям необходимые свойства и продлить их срок службы.

Термическая обработка является необходимой частью процесса восстановления деталей машин. Она применяется перед механической обработкой, сваркой, нанесением покрытий и после них, а также перед окончательной механической обработкой. Одной из основных целей термической обработки является снятие остаточных напряжений, которые могут привести к деформации или разрушению детали. Также термическая обработка позволяет изменить структуру материала и его свойства, повысить прочность и улучшить обрабатываемость материала резанием.

Основные виды термической обработки включают: 

• отжиг,
• отпуск,
• закалку,
• нормализацию.

Отжиг - при котором деталь нагревается до определенной температуры и затем медленно охлаждается вместе с печью. Отжиг позволяет снизить твердость материала и улучшить его обрабатываемость.

Виды отжига: полный, неполный, диффузионный, рекристаллизационный и отжиг для снятия остаточных напряжений.

Отжиг делают для снижения твердости материала и улучшения его обрабатываемости. Он позволяет уменьшить внутренние напряжения, которые могут возникнуть в материале в процессе других видов термической обработки, таких как закалка или нормализация. Отжиг также может использоваться для изменения структуры материала и улучшения его свойств, например, для увеличения прочности или устойчивости к коррозии.

Печи для отжига.

Отпуск – вид термической обработки, при котором закаленная деталь нагревается до определенной температуры и затем охлаждается в воздухе или в масле. Отпуск позволяет снизить хрупкость материала и повысить его пластичность.

Низкий отпуск проводят при температуре от 150 до 250 градусов Цельсия. В результате происходит снижение твердости и устранение остаточных напряжений. Средний отпуск проводят при температуре от 300 до 500 градусов Цельсия. В этом случае происходит более значительное снижение твердости и повышение пластичности. Высокий отпуск проводят при температуре от 500 до 700 градусов Цельсия. В результате происходит существенное снижение твердости и повышение вязкости.

Отпуск может проводиться как в воздухе, так и в специальных средах (например, в водороде или азоте), что позволяет получить более высокие свойства материала. Кроме того, отпуск может быть одновременно и закалкой, когда после нагрева сталь быстро охлаждают, что приводит к получению более твердых и прочных свойств.

Важно отметить, что процесс отпуска должен проводиться с определенной скоростью, чтобы избежать образования новых дефектов в материале. Также необходимо учитывать, что каждый вид стали имеет свои оптимальные параметры отпуска, которые должны быть подобраны индивидуально для каждого конкретного случая.

Печи для отпуска.

Закалка – вид термической обработки, при котором деталь нагревается до определенной температуры и затем быстро охлаждается в воде или масле. Закалка позволяет повысить твердость и прочность материала, но может привести к появлению остаточных напряжений.

Практически все детали машин и механизмов подвергаются процессу закалки, который зависит от закаливаемости металла. После закалки сталь приобретает повышенную прочность, твердость и предел упругости, но пониженную пластичность и вязкость. Выбор способа закалки зависит от марки стали, размеров и формы изделий, а также от технических требований к ним. Нагрев для закалки может проводиться объемно или поверхностно, а охлаждение – в воде, масле, солях или на воздухе. Скорость охлаждения зависит от свойств охлаждающих сред и определяет степень упрочнения металла.

Печи для закалки.

Нормализация – вид термической обработки, при котором деталь нагревается до определенной температуры и затем охлаждается на воздухе. Нормализация позволяет улучшить структуру материала и повысить его прочность.

В зависимости от конкретной стали и условий нормализации, можно достичь различных структур и свойств. Например, нормализация может использоваться для устранения излишней мягкости или хрупкости, вызванной предыдущими операциями обработки. Это может быть особенно полезно при подготовке стали к последующим операциям, таким как ковка или сварка.

Процесс нормализации обычно включает следующие шаги:
1. Нагрев стали до температуры аустенитного состояния.
2. Выдержка при этой температуре в течение определенного времени, чтобы обеспечить полное превращение стали в аустенит.
3. Охлаждение стали на воздухе до комнатной температуры.

Важно отметить, что скорость охлаждения после нагрева играет ключевую роль в определении окончательной структуры и свойств стали. Быстрое охлаждение может привести к образованию мартенсита, который характеризуется высокой твердостью и хрупкостью. В то же время, медленное охлаждение может привести к образованию перлита или феррита, которые имеют меньшую твердость, но более высокую пластичность.

Нормализация является важным процессом в металлургии, который позволяет оптимизировать свойства стали для различных применений.

Для предотвращения нагреваемых деталей от окисления и обезуглероживания в рабочем пространстве печи создают защитную газовую среду, получившую название контролируемой атмосферы. Для закалки, нормализации и отжига применяют эндотермическую контролируемую атмосферу (20% CO, 40% H2, 40% N2), получаемую в генераторе путем пропускания смеси углеводородных газов и воздуха через катализатор при температуре 1000-1200С. 

В ремонтном производстве для нагрева мелких и средних деталей применяют камерные и шахтные печи периодического действия.

Печи камерные и шахтные производства МИУС.