WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Вступ до технологій термічної обробки матеріалів - Реферат

Вступ до технологій термічної обробки матеріалів - Реферат

електродвигуна кулька втискується в зразок, що досліджується. Чим більша лунка, тим метал м'якший. Для визначення числового значення твердості діаметр відбитку вимірюють за допомогою лупи Брінеля, потім за формулою підраховують площу відбитку. Розділивши величину навантаження на площу поверхні відбитку, отримують число твердості за Брінелем.
Перевагами методу Брінеля є простота випробувань та точність результатів. Крім того, між твердістю за Брінелем та межею міцності для деяких пластичних сплавів існує залежність типу:
,
де - коефіцієнт, який залежить від марки матеріалу. Наприклад, для сталі та дюралюмінію k=0,35; для міді та її сплавів k=0,55 і т.д.
До недоліків методу Брінеля відносяться: обмежене застосування (до HB 4500 МПа), через деформацію стальної кульки; неможливість досліджень тонких виробів (товщиною до 2 - 3 мм) та тонких поверхневих шарів (до 1мм), що залишають на деталі відбиток діаметром 2 - 6 мм.
Цих недоліків немає метод Віккерса (рис. 1.7).
Рис. 1.7 Схема визначення твердості за методом Віккерса
За методом Віккерса в металевий зразок вдавлюється алмазна чотирьохгранна піраміда з кутом між протилежними гранями 1360. Твердість в цьому випадку визначається як частка від ділення сили F, Н, що діє на піраміду, на площу її відбитку А, м2:
,
де , - розміри діагоналей відбитку.
Навантаження, яке прикладається до індентора, складає від 10 до 1000 Н. Цей факт, а також твердість матеріалу індентора (алмаз), дозволяє визначати твердість в дуже широкому діапазоні ( від самих м'яких до самих твердих матеріалів).
Твердість за методом Роквелла визначають шляхом втискування в досліджуваний зразок індентора в вигляді алмазного конуса з кутом при вершині 1200 і радіусом заокруглення 0,2 мкм чи сталевої кульки діаметром 1,588 мм. Навантаження на індентор прикладається послідовно: спочатку початкове навантаження F0 , що складає 100 Н, потім - основне навантаження F1, Н. (Рис. 1.8).
Твердість за методом Роквелла вимірюють безпосередньо по індикатору твердоміра в умовних одиницях, позначається та підраховується за формулою:
,
,
, - глибина втискування індентора при прикладанні, відповідно, основного і початкового навантажень.
Рис. 1.8 Схема вимірювання твердості за методом Роквелла
2. Фізичні і хімічні властивості
§ Фізичні властивості характеризують температуру плавлення металів, їх густину, коефіцієнт теплового розширення, тепло- і електропровідність та інші.
§ Хімічні властивості металів визначаються їх хімічною активністю, здатністю до хімічної реакції з газовими і рідкими агресивними середовищами, корозійною стійкістю.
3.Технологічні та експлуатаційні властивості матеріалів
§ Технологічні властивості матеріалів характеризують їхню здатність до різноманітних способів обробки в холодному та гарячому стані. Вони органічно поєднують у собі фізико - хімічні та механічні властивості.
а) Ливарні властивості (рідкотекучість, усадка і схильність до ліквації) характеризують здатність металів і сплавів утворювати зливки без тріщин, раковин та інших дефектів.
б) Здатність металів оброблятися тиском характеризується ковкістю. Ковкість у значній мірі визначається пластичністю, залежить від температури обробки і структури металу.
в) Зварюваність характеризується здатністю металів утворювати якісні нероз'ємні з'єднання (шви).
г) Оброблюваність різанням - здатність металів піддаватися обробці ріжучими інструментами з метою одержання деталей певної форми, розмірів і шорсткості поверхні.
Технологічні властивості визначають за технологічними пробами, що дозволяє одержати якісну оцінку придатності металів до різних видів обробки (наприклад, глибокому штампуванню-витяжці і т.п.).
§ Експлуатаційні властивості характеризують здатність металу працювати в умовах низьких чи високих температур, високої радіації, визначають антифрикційні чи фрикційні показники та ін.
4. Термічна і хіміко-термічна обробка металів
4.1. Термічна обробка сталі
Термічною обробкою називається теплова обробка металів і сплавів, при яких відбувається зміна їх структури і властивостей. За допомогою термічної обробки механічні властивості сталі можуть бути змінені в дуже широкому діапазоні.
Термічна обробка є одним з найважливіших технологічних процесів, що використовується майже в усіх галузях машинобудування.
Будь - яка термічна обробка складається із трьох операцій, що відбуваються послідовно одна за одною:
1) нагрів до визначеної температури;
2) витримка при задані температурі;
3) охолодження з різною швидкістю від заданої температури до кімнатної.
Таким чином, процесами термічної обробки керують два основних елемента - температура і час. Тому будь - який процес термічної обробки можна представити в вигляді графіка, де на вісі ординат відкладається температура, а на вісі абсцис - час (рис. 4.1) .
Рис. 4.1 Графік термічної обробки
Час нагріву деталі залежить від конструкції нагрівальної установки. В електричних повітряних печах швидкість нагрівання складає 1,5 - 2 хв. на 1 мм перерізу деталі. В соляних ваннах швидкість нагрівання в двічі вища - 0,8 - 1 хв. на 1 мм перерізу деталі. Час витримки обирають рівним 0,2 часу нагрівання.
Регулюючи температуру і час, можна здійснити наступні види термічної обробки:
- Відпалювання (відпал);
- Нормалізація;
- Гартування;
- Відпускання (відпуск).
Рис. 4.2 Піч електрична СНОЛ - 2,5.4.1.1,4/11-И1
Рис. 4.3 Зовнішній вигляд пічі електричної СНОЛ - 2,5.4.1.1,4/11-И1
Відпалювання - нагрівання стального виробу до температури 600 - 900 ° (залежно від марки сталі) і охолодження разом з піччю. Його застосовують при виготовленні із загартованого виробу іншого або ж коли попереднє загартування було невдале й інструмент потрібно знову загартувати.
Якщо гартувати невідпалені деталі, то в них можуть виникнути тріщини, структура металу стане неоднорідною, що різко погіршує якість виробу.
Дрібні деталі відпалюють, нагріваючи на масивних розжарених стальних штабах, з якими їх охолоджують. Інколи виріб нагрівають ацетиленовим пальником, який поступово віддаляють від виробу, даючи останньому можливістьохолонути.
Нормалізація - це нагрівання стальних виробів до відповідної температури і охолодження на повітрі.
Гартування - нагрівання вуглецевих або легованих сталей до певної температури і швидке охолодження. У результаті цього змінюється кристалічна структура металу - він стає твердішим і більш антикорозійним. Маловуглецеві сталі з вмістом вуглецю до 0,3 % не гартуються.
Залежно від марки сталь нагрівають до певної температури. Так, сталі У7, У7А нагрівають до 770 - 790°; У8 - У13А - до 760 - 780; Р9 - Р18К5Ф2 - до 1235 - 1280 °С. При нагріванні вище цієї температури сталь втрачає свої властивості. Це також стосується відпалювання та відпускання.
Дрібні вироби, щоб не перепалити, краще нагрівати на попередньо нагрітій металевій підставці (наприклад, штабі). Температура нагрівання її є температурою нагрівання виробу.
Швидке охолодження призводить до твердого загартування, внаслідок чого можуть виникнути великі внутрішні напруження і навіть тріщини. Повільне охолодження може не дати потрібного по твердості загартування.
Охолодними середовищами можуть бути вода (звичайної температури і нагріта до температури 50 - 70 °С), водні розчини, масло і повітря. Кухонна сіль, їдкий натр або селітра, що добавляють до охолодників, прискорюють охолодження. Для зменшення швидкості охолодження до води додають розчин мила, масляну емульсію, рідке скло, вапняне молоко тощо.
Надмірно швидке охолодження водою часто призводить до дефектів (внутрішні напруження,
Loading...

 
 

Цікаве