Газополум’яне загартування.

 

Нагрівання здійснюється ацетиленокиснева, газокисневим або керосинокиснева полум'ям з температурою 3000…3200^oС.

Структура поверхневого шару після загартування складається з мартенситу, мартенситу й фериту. Товщина загартованого шару 2...4 мм, твердість 50...56 HRC.

Метод застосовується для загартування великих виробів, що мають складну поверхню (косозубі шестірні, черв'яки), для загартування сталевих і чавунних прокатних валків. Використовується в масовому й індивідуальному виробництві, а також при ремонтних роботах.

При нагріванні великих виробів пальника й охолодних пристроїв переміщаються уздовж вироби, або - навпаки.

Недоліки методу:

• невисока продуктивність;

• складність регулювання глибини загартованого шару й температури нагрівання (можливість перегріву).

 

Старіння

 

Відпустка застосовується до сплавів, які піддані загартуванню з поліморфним перетворенням.

До матеріалів, підданим загартуванню без поліморфного перетворення, застосовується старіння.

Загартування без поліморфного перетворення - термічна обробка, що фіксує при більше низькій температурі стан, властивий сплаву при більше високих температурах (пересичений твердий розчин).

Старіння – термічна обробка, при якій головним процесом є розпад пересиченого твердого розчину.

У результаті старіння відбувається зміна властивостей загартованих сплавів.

На відміну від відпустки, після старіння збільшуються міцність і твердість, і зменшується пластичність.

Старіння сплавів пов'язане зі змінною розчинністю надлишкової фази, а зміцнення при старінні відбувається в результаті дисперсійних виділень при розпаді пересиченого твердого розчину й виникаючих при цьому внутрішніх напружень.

У старіючих сплавах виділення із твердих розчинів зустрічаються в наступних основних формах:

• тонкопластинчатий (дискообразний);

• ріавновісний (сферичної або кубічної);

• голчастої.

Форма виділень визначається конкуруючими факторами: поверхневою енергією й енергією пружної деформації, що прагнуть до мінімуму.

Поверхнева енергія мінімальна для рівновісних виділень. Енергія пружних перекручувань мінімальна для виділень у вигляді тонких пластин.

Основне призначення старіння - підвищення міцності й стабілізація властивостей.

Розрізняють старіння природне, штучне й після пластичної деформації.

Природним старінням називається мимовільне підвищення міцності й зменшення пластичності загартованого сплаву, що відбуває в процесі його витримки при нормальній температурі.

Нагрівання сплаву збільшує рухливість атомів, що прискорює процес.

Підвищення міцності в процесі витримки при підвищених температурах називається штучним старінням.

Межа міцності, границя текучості й твердість сплаву зі збільшенням тривалості старіння зростають, досягають максимуму й потім знижуються (явище перебудування)

При природному старінні перебудування не відбувається. З підвищенням температури стадія перебудування досягається раніше.

Якщо загартований сплав, що має структуру пересиченого твердого розчину, піддати пластичної деформації, то також прискорюються процеси, що протікають при старінні – це деформаційне старіння.

Старіння охоплює всі процеси, що відбуваються в пересиченому твердому розчині: процеси, що підготовляють виділення, і самі процеси виділення.

Для практики велике значення має інкубаційний період - час, протягом якого в загартованому сплаві відбуваються підготовчі процеси, коли зберігається висока пластичність. Це дозволяє проводити холодну деформацію після загартування.

Якщо при старінні відбуваються тільки процеси виділення, то явище називається дисперсійним твердінням.

Після старіння підвищується міцність і знижується пластичність низьковуглецевих сталей у результаті дисперсних виділень у фериті цементиту третинного й нітридів.

Старіння є основним способом зміцнення алюмінієвих і мідних сплавів, а також багатьох жароміцних сплавів.