Metallmaterjalide mehaanilised omadused viitavad metallmaterjalide käitumisele väliskoormuse mõjul või koormuse ja keskkonnategurite (temperatuur, keskkond ja koormuskiirus) koosmõjul.
Metallide tavalised mehaanilised omadused on toodud allolevas tabelis:
Metalli mehaanilised omadused
Tavaliselt kasutatav metalli mehaaniliste omaduste indeks
tugevus
Tootmistugevus, tõmbetugevus, purunemistugevus
Plastilisus
Pikendamine, pindala vähenemine, deformatsiooni kõvenemise indeks
elastsus
Elastsusmoodul (jäikus), elastsuspiir, proportsionaalne piir
kõvadus
Brinelli kõvadus, Vickersi kõvadus, Rockwelli kõvadus
sitkus
Staatiline sitkus, löögikindlus, purunemiskindlus
väsimus
Väsimuse tugevus, väsimuse kestus, väsimussälgu tundlikkus
pingekorrosioon
Pingekorrosiooni kriitiline pingevälja intensiivsuse tegur, pingekorrosioonipragude kasvukiirus
Madala süsinikusisaldusega terase tõmbepinge-deformatsiooni kõver üheteljelise staatilise koormuse korral
pilt
Kerge terase tõmbejõu-pikenemise kõver
1. Lõige oa: elastne deformatsioon
2. Lõik ab: elastne deformatsioon pluss plastiline deformatsioon
3. Bcd sektsioon: ilmne plastiline deformatsioon, voolavusnähtus ja proovi pidev pikenemine tingimusel, et jõud jääb põhimõtteliselt muutumatuks
4. dB segmendikõver: elastne deformatsioon pluss ühtlane plastiline deformatsioon
5. Punkt B: ilmneb kaelusnähtus, näidise kohalik osa on ilmselgelt vähenenud, proovi kandevõime väheneb, tõmbejõud saavutab maksimumväärtuse ja proov hakkab purunema.
tugevuse indeks
Tugevus viitab materjali võimele taluda plastilist deformatsiooni ja murdumist.
1. Tootmisjõud
σs {{0}} Fs/S0
Fs: tõmbejõud (N), mida näidis mõjub järeleandmisel; S0: proovi algne ristlõikepindala (mm).
2. Tõmbetugevus
Maksimaalne tõmbepinge, mida näidis enne purunemist kannab, peegeldab materjali maksimaalset ühtlast deformatsioonikindlust.
σb {{0}} Fb/S0
σb kasutatakse sageli materjali valiku ja rabedate materjalide kujundamise alusena.
Plastiline indeks
Plastilisus on materjali võime staatilise koormuse all ilma tõrgeteta plastne deformatsioon.
1. Pikendamine pärast pausi
Mõõdiku pikkuse pikenemise protsent pärast proovi purustamist algse gabariidi pikkuseni.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 protsenti
L0: mõõturi pikkus; L1: katsekeha pikkus pärast purunemist.
2. Pindala vähendamine
Proovi tagasitõmmatud elemendi ristlõikepinna maksimaalse vähenemise protsent algse ristlõikepinna suhtes.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0 *100 protsenti
A0: proovi algne ristlõikepindala; A1: kaelaosa ristlõikepindala pärast luumurdu.
tugevuse indeks
Tugevus viitab materjali võimele taluda plastilist deformatsiooni ja murdumist.
1. Tootmisjõud
σs {{0}} Fs/S0
Fs: tõmbejõud (N), mida näidis mõjub järeleandmisel; S0: proovi algne ristlõikepindala (mm).
2. Tõmbetugevus
Maksimaalne tõmbepinge, mida näidis enne purunemist kannab, peegeldab materjali maksimaalset ühtlast deformatsioonikindlust.
σb {{0}} Fb/S0
σb kasutatakse sageli materjali valiku ja rabedate materjalide kujundamise alusena.
Plastiline indeks
Plastilisus on materjali võime staatilise koormuse all ilma tõrgeteta plastne deformatsioon.
1. Pikendamine pärast pausi
Mõõdiku pikkuse pikenemise protsent pärast proovi purustamist algse gabariidi pikkuseni.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 protsenti
L0: mõõturi pikkus; L1: katsekeha pikkus pärast purunemist.
pilt
2. Pindala vähendamine
Proovi tagasitõmmatud elemendi ristlõikepinna maksimaalse vähenemise protsent algse ristlõikepinna suhtes.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0*100 protsenti
A0: proovi algne ristlõikepindala; A1: kaelaosa ristlõikepindala pärast luumurdu.
Elastsuse indeks
Jäikus: materjali võime taluda pinge all elastset deformatsiooni.
E=σ/ε
σ: tõmbepinge; ε: tõmbe deformatsioon
Mikrostruktuur ei ole tundlik mehaanilise jõudluse indeksi suhtes ning legeerimine, kuumtöötlus ja külmplastne deformatsioon mõjutavad seda vähe.
Olulised mehaanilised näitajad mehhanismide ja komponentide materjali valikul:
►Kaugtuli peab olema piisavalt jäik, vastasel juhul põhjustab see raskete esemete tõstmisel liigse läbipainde tõttu vibratsiooni.
►Tööpingil ja pressvõllil, aluspinnal ja töölaual on töötluse täpsuse tagamiseks nõuded jäikusele.
►Põhikomponendid, nagu sisepõlemismootorid, tsentrifuugid ja kompressorid, peavad olema vibratsiooni vältimiseks piisavalt jäigad.
kõvadus
Materjali lokaalse pinna võime taluda plastilist deformatsiooni ja purunemist.
See on indeks materjali pehmuse ja kõvaduse mõõtmiseks ning selle füüsikaline tähendus on seotud katsemeetodiga.
Kõvaduse testimise meetodid: Brinelli kõvadus, Rockwelli kõvadus, Vickersi kõvadus, Shore'i kõvadus, Leebi kõvadus, Mohsi kõvadus
(1) Brinelli kõvadus
Keskmine pinge pindalaühiku kohta, st katsejõu p ja süvendi sfäärilise pinna jagatis.
pilt
< 450HB: The test indenter is a quenched steel ball, the hardness symbol is HBS;
<650HB: The test indenter is cemented carbide, and the hardness symbol is HBW.
Empiiriline valem:
Madala süsinikusisaldusega teras: σb≈3,6HBS;
Kõrge süsinikusisaldusega teras: σb≈3,4HBS.
Kasutusala: kasutatakse hallmalmi, konstruktsiooniterase, värviliste metallide ja mittemetalliliste materjalide jne mõõtmiseks.
Eelised ja miinused:
Mõõdetud väärtus on täpsem ja korratav;
Mõõdetavad koe mittehomogeensed materjalid;
Ei sobi valmistoodete ja õhukeste osade testimiseks;
Mõõtmine on aeganõudev ja ebaefektiivne.
(2) Rockwelli kõvadus
Materjali kõvaduse väärtust väljendatakse süvendi sügavuse mõõtmisega ja iga 0,002 mm võrdub 1 Rockwelli kõvaduse ühikuga.
Treeneid on kahte tüüpi:
1. Teemantkoonus koonuse nurgaga =120 kraadi ,
2. Väike karastatud teraskuul läbimõõduga Φ1,588mm.
Rockwelli kõvaduse arvutamise valem:
HR{{0}}(kh)/0,002
1. taane: k=0,2 mm; 2. taane: k=0,26 mm.
joonlaud
kõvaduse sümbol
Pea tüüp
Kogu katsejõud F/N
Kõvaduse mõõtmise vahemik
Rakenduse näited
C
HRC
Teemantkoonus
1471
20-70
Karastatud teras, kõrge karedusega malm, perliitmalm
B
HRB
Φ1,588 mm teraskuul
980.7
20-100
Pehme teras, vasesulam, ferriitmalm
A
HRA
Teemantkoonus
588.4
20-88
Karbiid, karastatud lehtteras, karbikarastatud teras
Eelised ja miinused:
Test on lihtne, mugav ja kiire;
Taare on väike ning valmistoodet ja õhukesi osi saab mõõta;
Andmed ei ole piisavalt täpsed, keskmise väärtuse saamiseks tuleks mõõta kolm punkti;
Mittehomogeenseid materjale, nagu malm, ei tohiks katsetada.
(3) Vickersi kõvadus
Kõvaduse väärtus arvutatakse katsejõu järgi süvendi pindalaühiku kohta.
Sisend on rombikujuline nelinurkne püramiid, mille kahe vastaspinna vaheline nurk on 136 kraadi.
Mõõtevahemik:
Seda kasutatakse sageli õhukeste osade, kattekihtide, pinnakihtide mõõtmiseks pärast keemilist kuumtöötlust jne.
Eelised ja miinused:
Täpne mõõtmine ja lai kasutusala (kõvadus ülipehmest kuni ülikõvadeni);
Mõõdetavad valmistooted ja õhukesed osad;
Proovi pinnanõuded on suured ja töömahukad.
Löögitugevus
Materjali võime taluda löögikoormuste kahjustusi.
Proovi purunemisel kuluv löögienergia Ak on:
Ak=mgH – mgh (J)
Löögitugevuse väärtus ak on löögienergia, mis kulub proovi sälgu ristlõikepinna ühiku kohta.
ak {{0}} Ak / S0 (J/cm²)
Madal ak-väärtus – rabe materjal:
Katkemisel ilmselge deformatsioon puudub, metalliline läige, kristalne.
Kõrge ak-väärtus – sitke materjal:
Ilmne plastiline muutus, murd on hall ja kiuline, tuhm.
pilt
Murde sitkus
Murdemehaanika: masinaosade makroskoopiliste pragude olemasolu tunnistamise eelduseks on loodud mitmesugused uued pragude levimise mehaanilised parameetrid ning välja pakutud pragude purunemise kriteerium ja materjali purunemiskindlus.
pilt
väsimus
Väsimuse nähtus:
Murdumise nähtus, mis on põhjustatud metallosade või -komponentide kumulatiivsest kahjustusest pikaajalise kõikuva pinge ja deformatsiooni mõjul.
Väsimuse omadused:
(1) Väsimus on madala pingetsükliga viivitusega murd ja purunemispinge on sageli madalam kui materjali tõmbetugevus või isegi voolavuspiir;
(2) Väsimus on habras ja äkiline luumurd ning enne murdumist ei esine ilmseid deformatsioonimärke, mis on väga ohtlik;
(3) Väsimus on väga tundlik sälkude, pragude ja struktuurivigade suhtes ning on väga selektiivne.
Väsimuspiir σ-1:
Suurim pingeväärtus, mille juures materjal läbib arvukalt pingetsükleid ilma väsimusmurruta.
Seisundi väsimuspiir:
Maksimaalne pinge väärtus, mis suudab purunemata vastu pidada 107 pingetsüklit.
Terase väsimustugevuse empiiriline valem:
σ-1= (0.45-0.55)σb
või σ-1= 0.27(σs pluss σb)
σ-1p= 0.23(σs pluss σb）
02
kuumtöötlusprotsess
Definitsioon: tahke metalli või sulami sisestruktuuri muutmise protsess kuumutamise, soojuse säilitamise ja jahutamise teel, et saavutada nõutavad omadused.
pilt
Eesmärk: Üks on parandada materjalide protsessijõudlust ja tagada järgneva töötlemise sujuv edenemine. Seda kuumtöötlust nimetatakse eelkuumtöötluseks; teine on parandada materjalide jõudlust ja pikendada osade kasutusiga. Seda kuumtöötlust nimetatakse lõplikuks kuumtöötluseks.
Kuumtöötluse klassifikatsioon:
Tavaline kuumtöötlus (neli tulekahju: lõõmutamine, normaliseerimine, karastamine, karastamine)
Pinna kuumtöötlus (pinna karastamine, keemiline kuumtöötlus)
Muu kuumtöötlus (vaakumkuumtöötlus, deformatsioonikuumtöötlus jne)
Eutektoidterase mikrostruktuuriline transformatsioon kuumutamisel
Neli etappi perliidi austeniidiks muundamisprotsessis:
(1) Austeniidi tuumastumine;
(2) Austeniidi kasv;
(3) Ülejäänud Fe3C lahustub;
(4) Austeniidi homogeniseerimine.
pilt
pilt
Terase struktuurimuutused jahutamisel
Austeniidi jahutamine: Austeniit on stabiilne faas üle kriitilise punkti A1 ja muutub ebastabiilseks faasiks, kui see jahutatakse alla A1 ja toimub struktuurimuutus.
Tähtsus: määrab terase struktuuri ja omadused pärast kuumtöötlust. Sama terase puhul on kuumutamistemperatuur ja hoidmisaeg samad, kuid jahutusmeetod on erinev ja omadused pärast kuumtöötlust on täiesti erinevad.
pilt
840 kraadini kuumutatud ja erinevatel jahutustingimustel jahutatud terase 45 mehaanilised omadused
jahutusmeetod
σb/Mpa
σs/Mpa
δ/ protsenti
ψ/ protsenti
HRC
Jahutus ahjuga
519
272
32.5
49
15~18
õhkjahutus
657~706
333
15~18
45~50
18~24
õlis jahutamine
882
608
18~20
48
40~50
vesijahutus
1078
706
7~8
12~14
52~60
Eutektoidterasest ülejahutatud austeniidi isotermilise transformatsioonikõvera loomine (metallograafilise kõvaduse meetod)
Tuntud ka kui "TTT kõver" (Time-Temperature-Transformation Curve), kuna kuju on sarnane "C-ga", nimetatakse seda sageli "C-kõveraks".
pilt
"C kõvera" abil on võimalik aru saada, milliseks struktuuriks austeniit muutub erinevatel jahutustingimustel ja millised on muundatavate toodete omadused, andes teoreetilise aluse kuumtöötlusprotsesside õigeks formuleerimiseks ja valikuks.
Eutektoidterasest C kõver ja transformatsioonitooted
pilt
1) Perliidi tüüpi transformatsioon (tuntud ka kui kõrgetemperatuuriline teisendus)
Transformatsiooni temperatuur: A1 ~ 550 kraadi; muundamisprodukt: perliit
A1 ~ 6500 kraadi: perliit on paksem, P (perliit-perliit)
6500 kraadi ~ 6000 kraadi: perliidi kiht on õhem, S (sorbiit-sorbiit)
6000 kraadi ~ 5500 kraadi: perliidi kiht on väga peen, T (troolstite)
pilt
Perliidi ferriit- ja tsementiitlamellkihtide paksus on seotud transformatsioonitemperatuuriga. Mida madalam on temperatuur, seda peenemad on perliitlamellid. Kihid muutuvad õhemaks, tugevus ja kõvadus suurenevad ning plastiline sitkus suureneb.
2) Bainiitne teisendus (tuntud ka kui keskmise temperatuuri muundamine)
Üleminekutemperatuur: 550-Ms (230 kraadi)
Transformatsiooniprodukt: Bainiit B (bainiit) - üleküllastunud F ja tsementiidi segu.
pilt
550–350 kraadi: ülemine bainiidi (ülemine B) sulgjas struktuur, madal tugevus ja plastilisus, kõrge rabedus.
350 kraadi ~ Ms: alumine bainiidist (alumine B) nõelalaadne struktuur, hea terviklik jõudlus.
pilt
3) Martensiitne transformatsioon (tuntud ka kui madalatemperatuuriline transformatsioon)
Üleminekutemperatuur: Ms (230 kraadi) ~ Mf
Transformatsiooniprodukt: martensiit (martensiit) pluss A' (jääk-austeniit)
Martensiit: -Fe-s moodustunud süsiniku üleküllastunud tahke lahus, mida tähistab M.
Klassifikatsioon:
Madala süsinikusisaldusega martensiit (madala süsinikusisaldusega martensiit): latitaoline, suure tugevuse ja elastsusega. Tuntud ka kui latt M (liistu martensiit).
Kõrge süsinikusisaldusega martensiit (kõrge süsinikusisaldusega martensiit): läätsekujuline, lehtjas, keskel on servi. Sellel on kõrge tugevus, kuid halb elastsus ja kõrge rabedus.
Pilt] [pilt
Hüpoeutektoidse terase C kõver
pilt
Hüpereutektoidse terase C kõver
pilt
Ülejahutatud austeniidi pideva muundamise jahutuskõver (CCT kõver) (pidev jahutusmuundumine)
pilt
lõõmutamine
Definitsioon: metalli kuumutamine teatud temperatuurini, selle hoidmine piisava aja jooksul ja seejärel sobiva kiirusega jahutamine
Eesmärk:
teravilja rafineerimine;
Vähendage terase kõvadust ja parandage vormimis- ja lõikamisvõimet;
Kõrvaldage sisemine stress.
Klassifikatsioon: Lõõmutamise eesmärgi ja protsessiomaduste järgi võib selle jagada täielikuks lõõmutamiseks, mittetäielikuks lõõmutamiseks, isotermiliseks lõõmutamiseks, sferoidseks lõõmutamiseks, stressi leevendamiseks jne.
täielik lõõmutamine
l Kasutusala: hüpoeutektoidteras
lKüttetemperatuur: Ac3 pluss 30-50 kraadi
l Eesmärk: täpsustada struktuuri, vähendada kõvadust, parandada töödeldavust,
Kõrvaldage sisemine stress
l Toatemperatuuril kude: F pluss P
pilt
Sferoidiseeriv lõõmutamine
Kasutusala: eutektoidteras ja hüpereutektoidteras
Küttetemperatuur: Ac1 pluss 20-30 kraadi
Eesmärk: retikulaarse või helvestava Fe3CⅡ sferoidiseerimiseks
Organisatsioon: sfääriline perliit
pilt
isotermiline lõõmutamine
Protsess: Kuumutamine temperatuurini Ac1 pluss 30-50 kraadi või Ac3 pluss 30-50 kraadi, pärast soojas hoidmist kiiresti jahutades temperatuurini alla Ar1, kui A on muutunud P-tüüpi koeks, võtke see ahjust välja ja jahutage õhku. .
Organisatsioon: P klass
Eelised: lühike lõõmutamisaeg, ühtlane struktuur
pilt
Reljeefne lõõmutamine
Eesmärk: jääkpinge eemaldamine
küte
Temperatuur: T kuumutamine < AC1 (500 ~ 600 kraadi)
Kasutusala: kõrvaldada valandite, sepistete, keevisõmbluste jms sisemine jääkpinge.
pilt
Homogeniseeriv lõõmutamine (difusioonlõõmutamine)
Eesmärk: kõrvaldada segregatsioon; ühtne koosseis, korraldus
Küttetemperatuur: AC3＋150-250 kraadi
Organisatsioon: hüpoeutektoidne teras on P pluss F.
Kasutusala: kasutatakse peamiselt legeerterasest valuplokkide, valandite ja sepiste jaoks, millel on kõrged kvaliteedinõuded.
Ümberkristallimine lõõmutamine
Protsess: kuumutamine 50-150 kraadini alla Ac1 või T pluss 30-50 kraadini, sooja hoidmine ja aeglane jahutamine.
Eesmärk: kõrvaldada töökõvenemine ning taastada terase plastilisus ja sitkus.
Kasutamine: Kõrvaldage pärast külmtöötlemist töödeldavate detailide kõvastumine. Näiteks lõõmutamine terastraadi tõmbamise protsessi keskel.
Normaliseerimine
Definitsioon: kuumtöötlusprotsess, mille käigus töödeldavat detaili kuumutatakse 30-50 kraadini üle Ac3 või Accm, võetakse pärast kuumuse säilitamist ahjust välja ja jahutatakse õhuga.
Eesmärk:
Madala süsinikusisaldusega teras: suurendab kõvadust ja hõlbustab lõikamist.
Hüpereutektoidne teras: kõrvaldab retikulaarse sekundaarse tsementiidi, mis on kasulik P-sferoidiseerimisele.
Keskmise süsinikusisaldusega teras ja keskmise süsinikusisaldusega madala legeeritud teras: pinge ei ole suur ja jõudlusnõuded ei ole kõrged, mida saab kasutada lõpliku kuumtöötlusena.
pilt
Kustutamine
pilt
Eesmärk: saada konstruktsiooni M või B all ning parandada terase kõvadust ja kulumiskindlust.
Kustutustemperatuuri valik
Hüpoeutektoidne teras: AC3 pluss 30-50 kraad ;
Eutektoidteras ja hüpereutektoidteras: AC1 pluss 30-50 kraad .
pilt
Jahutusjahutus on kustutamise kvaliteedi määramise võti ja ideaalne jahutuskiirus peaks olema selline, nagu on näidatud joonisel.
Üle 650 kraadi, aeglane, vähendab termilist stressi
650-400 kraadi , kiire, väldi C-kõverat
Alla 400 kraadi, aeglane, vähendage faasisiirde pinget
pilt
Tavaliselt kasutatav karastusvahend
Praegu on tootmises tavaliselt kasutatavad jahutusvahendid õli, vesi ja soolvesi ning nende jahutusvõimsus suureneb järjest.
Vesi: tugev karastusvõime, kuid tooriku pinnal on pehmeid kohti, mida on kerge deformeeruda ja praguneda.
Soolane vesi: karastusvõime on tugevam, tooriku pind on sile ja puhas, ilma pehmete laikudeta, kuid seda on kergem deformeerida ja praguneda;
Õli: karastusvõime on nõrk, kuid töödeldavat detaili ei ole kerge deformeerida ja praguneda
Tavaline jahutusmeetod (jahutusmeetod)
pilt
Karastus
Definitsioon: pilt
Karastamise peamine eesmärk
Kõrvaldage sisemine stress ja vähendage rabedust
Stabiilsed koe ja tooriku mõõtmed
Vähendage kõvadust, parandage plastilisust
Muutused karastamise struktuuris ja omadustes
Karastatud terase struktuurne muundumine karastamise käigus toimub peamiselt kuumutamisetapis. Kuumutustemperatuuri tõustes läbib karastatud terase struktuur neli muutust.
1. Martensiidi lagunemine
Karastusstaadium: Karastamisel kl<100°C, the structure does not change; when heating at 100~200°C, martensite will decompose.
Saadud organisatsioon: karastatud martensiit M korda (üleküllastunud tahke lahus).
Jõudlus muutub: sisemine pinge järk-järgult väheneb ja jõudlus jääb põhimõtteliselt samaks.
2. Säilinud austeniidi lagunemine
Karastusaste: 200-300 kraadi . A' laguneb ja muutub B-ks.
Saadud organisatsioon: M (karastatud martensiit) näitab
Muutused jõudluses: pinge väheneb veelgi ning tugevus ja kõvadus vähenevad veidi.
3. Martensiidi lagunemine on lõppenud ja tsementiidi moodustumine
Karastusaste: 300-400 kraadi . ε karbiidid muutuvad stabiilseks tsementiidiks.
Saadud organisatsioon: Tempered Troostite, keda esindab T (Tempered Troostite).
Toimivus muutub: sisemine pinge põhimõtteliselt kaob, kõvadus väheneb ja plastiline sitkus suureneb.
4. Fe3C agregaadi kasv ja tahke lahuse taastumine ja ümberkristallimine
Karastusaste: üle 400 kraadi. Faas hakkab taastuma ja rekristallisatsioon toimub üle 500 kraadi;
Saadud organisatsioon: Tempered Sorbite, mida esindab S (Tempered Sorbite).
Muutused jõudluses: saavutatakse hea üldine jõudlus.
Karastatud terase mikrostruktuur ja mehaanilised omadused
käsitöö
karastustemperatuur
(kraad)
Kude pärast karastamist
Karedus pärast karastamist (HRC)
Funktsioonid
kasutada
madala temperatuuriga karastamine
150-250
M tagasi
58-64
Kõrge kõvadus, kõrge kulumiskindlus; rabedus, vähenenud sisemine stress
tööriista teras,
Veerelaagrid, karbureeritud osad jne.
Keskmise temperatuuriga karastamine
250-500
T tagasi
35-50
Kõrgem elastsuse piir ja saagise piir, teatud plastilisuse ja sitkusega
vedru teras,
Kuumtöövorm
kõrge temperatuuriga karastamine
500-600
S tagasi
25-35
hea üldine jõudlus
olulisi konstruktsiooniosi
Karastamisel muutub mehaaniliste omaduste üldine trend: karastustemperatuuri tõusuga väheneb terase tugevus ja kõvadus ning suureneb plastilisus ja sitkus.
Pinna kuumtöötlus (pinna kuumtöötlus)
Pinna kuumtöötlus: kuumtöötlusprotsess, mille käigus kuumutatakse ainult tooriku pinda, et muuta selle struktuuri ja omadusi.
Klassifikatsioon: pinnakarastus ja keemiline kuumtöötlus.
Tootmises on palju osi, mis nõuavad, et pind ja südamik oleks erinevate omadustega. Üldiselt on pinnal kõrge kõvadus, kõrge kulumiskindlus ja väsimustugevus; samas kui südamik nõuab paremat plastilisust ja sitkust.
Sellisel juhul ei saa ainuüksi materjali valikust lähtumine või tavaliste kuumtöötlusmeetodite kasutamine selle nõuetele vastata. Selle probleemi lahendamise viis on pinna kuumtöötlus.
pinna karastamine
Definitsioon: kuumtöötlusprotsess, mis jahutab (pluss karastab) ainult tooriku pinda
Eesmärk: muuta töödeldava detaili pind kõvaks ja sitkeks.
Pinna karastamise teras: keskmise süsinikusisaldusega konstruktsiooniteras (süsinikusisaldus 0,4 protsenti -0,5 protsenti)
Meetodid: pinnakarastamine induktsioonkuumutusega ja pinnakarastamine leekkuumutusega.
Induktsioonpinna karastamine
Põhiprintsiip: Induktsioonpooli toidetakse vahelduvvooluga → moodustab pöörisvoolu (nahaefekt) → saab pinnale A → saab vesijahutusega M.
Klassifikatsioon:
Kõrgsageduslik induktsioonkuumutus:
200–300 kHz, 0,5–2,5 mm;
Keskmise sagedusega induktsioonkuumutus:
0,5–10 kHz, 2–10 mm;
Võimsussagedus induktsioonkuumutus:
50 Hz, 10-20mm.
Reegel: mida suurem on voolusagedus, seda madalam on karastatud kihi sügavus.
leekkütte pinna kustutamine
Definitsioon: Leekkuumutuspinna kustutamine on hapniku-atsetüleeni (või muu põleva gaasi) leegi kasutamine osade pinna soojendamiseks ja seejärel nende kiireks kustutamiseks. Karastatud kihi sügavus on üldiselt 2 kuni 6 mm.
Kasutusala: sobib ühe tüki ja väikese partii tootmiseks.
Terase keemiline kuumtöötlus
Definitsioon: kuumtöötlemisprotsess, mille käigus terasosa hoitakse aktiivses keskkonnas teatud temperatuuril, et üks või mitu elementi saaksid tungida selle pinnale ja muuta selle keemilist koostist, struktuuri ja toimivust.
Klassifikatsioon: Erinevate imbunud elementide järgi võib keemilise kuumtöötluse jagada karburiseerimiseks, nitriidiks, karbonitreerimiseks, boroniseerimiseks, aluminiseerimiseks jne.
Põhiprotsess:
① Lagundamine: pange keemiline keskkond lagundama aktiivsed aatomid, mis tungivad kuumutamise ja soojuse säilitamise protsessi käigus elementidesse;
② Absorptsioon: aktiivsed aatomid adsorbeeritakse tooriku pinnale, moodustades tahkeid lahuseid või spetsiaalseid ühendeid;
③ Difusioon: infiltreerunud aatomid difundeeruvad tooriku pinnalt sissepoole, moodustades teatud sügavusega difusioonikihi, st infiltreerunud kihi
Terase karboniseerimine (terase karburiseerimine)
pilt
Eesmärk: parandada tooriku pinna kõvadust ja kulumiskindlust
Karburiseerimiseks mõeldud teras: madala süsinikusisaldusega teras või madala süsinikusisaldusega legeerteras
Keskmine: enamkasutatavad gaasid (petrooleum, benseen jne), aktiivsöe aatomitega.
Temperatuur: austeniiditsoonis, 900-950 kraadi
Aeg: Sõltuvalt imbkihi sügavusest ca 10 tundi.
Muud keemilised kuumtöötlusmeetodid
Nitreerimine: kuumtöötlusprotsess, mille käigus infiltreeritakse teatud temperatuuril aktiivsed lämmastikuaatomid tooriku pinnale. Parandage osade pinna kõvadust, kulumiskindlust, väsimustugevust, termilist kõvadust ja korrosioonikindlust.
Karbonitreerimine (karbonitreerimine): Süsinik ja lämmastik tungivad töödeldava detaili pinnale korraga. Parandage pinna kõvadust, väsimuskindlust ja kulumiskindlust ning ühendage karburiseerimise ja nitriidi eelised.
Kroomimine: sellel on hea korrosioonikindlus ja suurepärane oksüdatsioonikindlus, kõvadus ja kulumiskindlus ning see võib tööriistade valmistamisel asendada roostevaba terase ja kuumakindla terase.
Boroniseerimine: väga hea kulumiskindlus, korrosioonikindlus ja muda kulumiskindlus, kulumiskindlus on ilmselgelt parem kui nitrid-, süsinik- ja karbonitriidkihid, kuid ei ole vastupidav atmosfääri- ja veekorrosioonile. Kasutatakse peamiselt mudapumba osade, kuumtöötlemisvormide ja tooriku kinnitusdetailide jaoks.
