Ftohja gjatë ngurtësimit. Forcimi i çelikut në mjedise të ndryshme

Mënyra e ftohjes gjatë ngurtësimit duhet para së gjithash të sigurojë thellësinë e kërkuar të ngurtësimit. Nga ana tjetër, regjimi i ftohjes duhet të jetë i tillë që të mos ndodhë shuarje e fortë, duke çuar në deformim të produktit dhe në formimin e çarjeve shuarëse.

Sforcimet e shuarjes përbëhen nga sforcimet termike dhe strukturore. Gjatë forcimit, një ndryshim i temperaturës ndodh gjithmonë në të gjithë seksionin kryq të produktit. Përmasat e ndryshme të ngjeshjes termike të shtresave të jashtme dhe të brendshme gjatë periudhës së ftohjes shkakton shfaqjen e sforcimeve termike.

Transformimi martensitik shoqërohet me një rritje të vëllimit me disa përqind. Shtresat sipërfaqësore arrijnë pikën martenzitike më herët se thelbi i produktit. Transformimi martenzitik dhe rritja e lidhur e vëllimit nuk ndodhin në pika të ndryshme në seksionin kryq të produktit njëkohësisht, gjë që çon në shfaqjen e streseve strukturore.

Sforcimet totale të shuarjes rriten me rritjen e temperaturës së ngrohjes për shuarje dhe me një rritje të shkallës së ftohjes, pasi në të dyja këto raste diferenca e temperaturës në seksionin kryq të produktit rritet. Një rritje në ndryshimin e temperaturës çon në një rritje të streseve termike dhe strukturore.

Për çeliqet, sforcimet e shuarjes ka më shumë gjasa të ndodhin në intervalin e temperaturës nën pikën e martensitit, kur shfaqen sforcimet strukturore dhe formohet një fazë e brishtë - martensiti. Mbi pikën martensitike ndodhin vetëm sforcime termike dhe çeliku është në gjendje austenitike dhe austeniti është duktil.

Siç tregon diagrami C, ftohja e shpejtë është e nevojshme në rajonin e qëndrueshmërisë më të vogël të austenitit të superftohur. Për shumicën e çeliqeve, ky rajon është në intervalin 660 - 400 °C. Mbi dhe nën këtë interval të temperaturës, austeniti është shumë më rezistent ndaj kalbjes sesa pranë kthesës së kurbës C, dhe pjesa e punës mund të ftohet relativisht ngadalë.

Ftohja e ngadaltë është veçanërisht e rëndësishme, duke filluar nga temperaturat 300 - 400 ° C, në të cilat martensiti formohet në shumicën e çeliqeve. Me ftohje të ngadaltë mbi kthesën e kurbës C, vetëm sforcimet termike zvogëlohen, ndërsa në rangun martensitik zvogëlohen si streset termike ashtu edhe ato strukturore.

Mjetet shuarëse më të përdorura janë uji i ftohtë, një zgjidhje ujore 10% e NaOH ose NaCl dhe vajrat.

Shkalla e ftohjes së çelikut në mjedise të ndryshme

Tabela tregon shkallët e ftohjes së mostrave të vogla të çelikut në dy intervale temperaturash për mjedise të ndryshme. Deri më tani, nuk është gjetur asnjë lëng shuarës që do të ftohej shpejt në intervalin e temperaturës së pearlitit dhe ngadalë në intervalin e temperaturës martenzitike.

Ujë të ftohtë- ftohësi më i lirë dhe më energjik. Ftohet shpejt si në intervalin e temperaturës së perlitit ashtu edhe në martensitin. Kapaciteti i lartë ftohës i ujit shpjegohet me temperaturën e tij të ulët dhe nxehtësinë e madhe të vlimit, viskozitetin e ulët dhe kapacitetin relativisht të lartë të nxehtësisë.

Shtesat e kripës ose alkalit rrisin kapacitetin ftohës të ujit në rangun e perlitit.

Disavantazhi kryesor i ujit— Shkalla e lartë e ftohjes në rangun martensitik.

Vaji mineral ftohet ngadalë në rangun martensitik (ky është përparësia e tij kryesore), por gjithashtu ftohet ngadalë në rangun e perlitit (ky është disavantazhi kryesor i tij). Prandaj, vaji përdoret për forcimin e çeliqeve me forcim të mirë.

Uji i nxehtë nuk mund të zëvendësojë vajin, pasi ngrohja zvogëlon ndjeshëm shkallën e ftohjes në intervalin e pearlitit, por pothuajse nuk e ndryshon atë në intervalin martensitik.

"Teoria e trajtimit termik të metaleve",
I.I.Novikov

Meqenëse nuk ka një mjet forcues që do të siguronte ftohje të shpejtë në intervalin e temperaturës 650 - 400 ° C dhe ftohje të ngadaltë mbi dhe kryesisht nën këtë interval, përdoren metoda të ndryshme forcimi për të siguruar regjimin e nevojshëm të ftohjes. Shuarja përmes ujit në vaj Shuarja përmes ujit në vaj (shuarja në dy mjedise): 1 - modaliteti normal;...

Në shumë çeliqe, diapazoni martensitik (Mn - Mk) shtrihet në temperatura negative (shih figurën Varësia nga temperatura). Në këtë rast, çeliku i ngurtësuar përmban austenit të mbajtur, i cili mund të shndërrohet më tej në martensit duke e ftohur produktin në temperatura nën temperaturën e dhomës. Në thelb, ky trajtim i ftohtë (i propozuar në 1937 nga A.P. Gulyaev) vazhdon ftohjen shuarëse që u ndërpre në temperaturën e dhomës...

Shumë produkte duhet të kenë fortësi të lartë sipërfaqësore, forcë të lartë të shtresës sipërfaqësore dhe një bërthamë të fortë. Ky kombinim i vetive në sipërfaqe dhe brenda produktit arrihet me forcimin e sipërfaqes. Për të ngurtësuar në sipërfaqe një produkt çeliku, është e nevojshme të ngrohni mbi pikën Ac3 vetëm shtresën sipërfaqësore të një trashësie të caktuar. Kjo ngrohje duhet të bëhet shpejt dhe intensivisht në mënyrë që bërthama, për shkak të përçueshmërisë termike, gjithashtu të mos ngrohet në ...

Çeliku i ngurtësuarështë një operacion trajtimi termik në të cilin pjesët e çelikut nxehen në një temperaturë pak mbi temperaturën kritike, mbahen në këtë temperaturë dhe më pas ftohen shpejt në ujë ose vaj.

Bazat qëllimi i ngurtësimit- marrja e çelikut me fortësi, forcë, rezistencë ndaj konsumit dhe veti të tjera. Cilësia e ngurtësimit varet nga temperatura dhe shpejtësia e ngrohjes, koha e mbajtjes dhe shpejtësia e ftohjes.

Temperatura e ngrohjes për forcim për shumicën e çeliqeve, duke përfshirë ato të aliazhuara, përcaktohet nga pozicioni i pikave kritike A c1 dhe A c3. Për çeliqet e karbonit temperatura e shuarjes mund të përcaktohet lehtësisht nga diagrami hekur-karbon.

Çeliqet me shpejtësi të lartë, inox dhe të tjerë të veçantë ngurtësohen në temperatura më të larta ngrohjeje se çeliqet strukturore dhe veglash me karbon dhe me aliazh të ulët. Për shembull, për klasën e çelikut inox 4X13, temperatura për forcim merret të jetë 1050 - 1100°C.

Shkalla e ngrohjes

Media shuarëse.

Shkalla e ftohjes së çelikut në varësi të mediave shuarëse

Tabela tregon se në një tretësirë ​​ujore 10% të sodës kaustike ose kripës së tryezës, shkalla e ftohjes së çelikut në rajonin e transformimeve të troostitit (600-600°C) është dy herë më e lartë se shkalla e ftohjes në ujë të freskët. Në rajonin e transformimeve martenzitike (300-200°C), kripa dhe uji i ëmbël ftohin çelikun pothuajse në mënyrë të barabartë. Ky avantazh i solucioneve ujore të kripës përdoret në praktikën e trajtimit termik. Sidoqoftë, specialistët termikë përdorin më shpesh një zgjidhje 5-10% të kripës së tryezës, pasi ajo nuk gërryen çelikun dhe nuk vepron në duart e punëtorëve, si heqja e yndyrës së sodës kaustike (sode kaustike).

Për të forcuar veglat e bëra nga çeliqet U10 dhe U12, tretësirat ujore zakonisht nxehen në 30°C për të reduktuar deformimin e pjesëve të çelikut.

Ndryshe nga uji, aftësia e ngurtësimit të vajit varet pak nga temperatura, dhe shkalla e ftohjes në vaj është shumë herë më e vogël se në ujë. Prandaj, për të reduktuar stresin dhe për të shmangur formimin e çarjeve shuarëse, vaji mineral - boshti nr.2 dhe 3 përdoret për ngurtësimin e çeliqeve të aliazhuar me përçueshmëri termike më të ulët se çeliqet me karbon.Në mungesë vaji rekomandohet përdorimi i nxehtë ujë (80 ° C).

Për të marrë rezultate të qëndrueshme gjatë ngurtësimit, është e nevojshme të përdorni një lloj vaji, duke e ndryshuar periodikisht ose duke e freskuar atë.

Duhet të theksohet se gjatë procesit të ftohjes gjatë shuarjes në ujë, rreth pjesëve formohet një përcjellës nxehtësie, dhe shkalla e ftohjes së çelikut zvogëlohet ndjeshëm. Për më tepër, një xhaketë me avull dëmton ngurtësimin e çelikut, duke çuar në shfaqjen e njollave të buta në sipërfaqen e pjesëve të ngurtësuara dhe ndonjëherë në çarje. Prandaj, specialistët me përvojë termike zakonisht ngurtësojnë pjesët në ujin qarkullues, duke i lëvizur vazhdimisht në drejtime vertikale ose horizontale.

Sforcimet e brendshme.

Gjatë procesit të trajtimit termik, për shkak të mos njëkohshmërisë së transformimeve dhe zgjerimit dhe ngjeshjes termike, lindin strese të brendshme në pika të ndryshme të pjesës së punës. Sforcimet mund të kalojnë jo vetëm kufirin elastik ose kufirin e rendimentit, por edhe rezistencën ndaj thyerjes. Në rastin e fundit, sforcimet e brendshme formojnë çarje ose madje shkatërrojnë pjesën.

Sforcimet e brendshme mund të jenë të dy llojeve - termike dhe strukturore. Sforcimet e brendshme termike lindin për shkak të pabarazisë dhe ftohjes së sipërfaqes së pjesës dhe shtresave të saj të brendshme.

Nëse pjesa ka një seksion kryq të fortë, atëherë gjatë çdo ftohjeje sipërfaqja ftohet më shpejt dhe bërthama ftohet më ngadalë. Si rezultat, gjatë ftohjes, pjesa do të ketë temperatura të ndryshme dhe vëllime specifike të ndryshme në pika të ndryshme përgjatë seksionit kryq. Ky ndryshim i temperaturës do të jetë më i madh, sa më shumë që shkalla e ftohjes në sipërfaqe të ndryshojë nga shkalla e ftohjes në qendër të pjesës.

Çeliqet e lidhur me krom, molibden dhe tungsten kanë përçueshmëri termike më të ulët se çeliqet e karbonit dhe gjatë ngurtësimit, shkalla e ftohjes së tyre në sipërfaqen e pjesës dhe në qendër do të jetë shumë e lartë.

Për të zvogëluar shkallën e ftohjes gjatë ngurtësimit dhe për të zvogëluar stresin në to, pjesë të tilla çeliku të aliazhit i nënshtrohen ftohjes së ngadaltë vetëm në vaj ose në një rrymë ajri.

Sforcimet e brendshme strukturore, si streset termike, lindin për shkak të jo njëkohshmërisë së transformimeve gjatë ftohjes së metaleve dhe për shkak të transformimeve të ndryshme strukturore në pika të ndryshme në seksionin e pjesës.

Kështu, kur ftohet çeliku me karbon të lartë i ngrohur mbi pikën kritike, austeniti shndërrohet në martensit dhe këto shndërrime shoqërohen me një ndryshim në vëllim (formimi i martensitit gjithmonë rrit vëllimin). Shtresat sipërfaqësore, ku transformimet përfundojnë herët, kur ftohen, përjetojnë sforcime tërheqëse nga zona e ndërmjetme në të cilën transformimet vazhdojnë. Me kalimin e kohës, transformimet mbulojnë shtresa gjithnjë e më të thella në pjesë dhe arrijnë në thelbin. Por këto transformime në bërthamë parandalohen nga shtresat e jashtme të ftohura. Rrjedhimisht, sforcimet e shtypjes rriten në bërthamë dhe nga sipërfaqja momenti tërheqës i ndryshimit më të madh të stresit është gjithmonë i rrezikshëm, pasi shpesh shkakton shfaqjen e çarjeve në metal. Është vërtetuar se çarjet nuk shkaktohen nga sforcimet e shtypjes, por nga sforcimet në tërheqje.

Madhësia e sforcimeve të mbetura ndikohet nga një sërë faktorësh. Më të rëndësishmet prej tyre janë: vetitë e çelikut (ngurtësimi, temperatura e transformimit martenzitik, koeficienti linear i zgjerimit), mjedisi dhe kushtet e ftohjes, si dhe forma dhe madhësia e pjesës.

Metodat e ngurtësimit.

Metodat e shuarjes nënkuptojnë metodat e ftohjes së pjesëve në një rezervuar shuarjeje dhe zgjedhjen e ftohjes së shuarjes për të marrë një strukturë të caktuar metalike. Sa më komplekse të jetë forma e pjesës, aq më seriozisht duhet t'i qaseni zgjedhjes së ftohjes së saj. Tranzicionet e mprehta në seksionet e pjesëve kontribuojnë në metoda të ndryshme të forcimit dhe përqendrimit të streseve të brendshme. Prandaj, është e nevojshme të zgjidhet një metodë forcimi e tillë që pjesët të përftohen me fortësi të mirë, strukturën e kërkuar dhe pa çarje.

Metodat kryesore të forcimit të çelikut janë: forcimi në një frigorifer, në dy ambiente, forcimi me rrymë, vetëkalitja, kalitja me shkallë dhe forcimi izotermik.

Shuarje në një frigorifer- metoda më e thjeshtë dhe më e zakonshme. Pjesa e nxehur në temperaturën e shuarjes zhytet në lëngun shuarës, ku qëndron derisa të ftohet plotësisht. Kjo metodë përdoret kur ngurtësohen pjesë të thjeshta të bëra nga karboni dhe çeliqet e aliazhuara. Pjesët e bëra nga çeliqet e karbonit ftohen në ujë (përveç pjesëve me diametër jo më shumë se 3-5 mm); dhe pjesët e bëra prej çeliku të aliazhuar janë në vaj. Kjo metodë mund të përdoret gjithashtu për forcim të mekanizuar, kur pjesët rrjedhin automatikisht nga njësia në lëngun forcues.

Për çeliqet me karbon të lartë, kjo metodë e ngurtësimit është e papranueshme, pasi gjatë procesit të forcimit krijohen strese të mëdha të brendshme. Çeliqet me karbon të lartë ngurtësohen me ftohje, domethënë pjesa e ngrohur mbahet në ajër për ca kohë para ftohjes. Kjo zvogëlon streset e brendshme në pjesë dhe parandalon plasaritjen e tyre.

Forcimnë dy mjedise, ose forcim me ndërprerje, është një metodë në të cilën pjesa fillimisht ftohet në një mjet shuarjeje me ftohje të shpejtë - ujë, dhe më pas transferohet në një mjedis me ftohje të ngadaltë - vaj. . Përdoret për forcimin e veglave të bëra prej çeliku me karbon të lartë.

Disavantazhi i ngurtësimit me ndërprerje është se është e vështirë të përcaktohet koha e qëndrimit të pjesës në ftohësin e parë, pasi është shumë e parëndësishme (1 sekondë për çdo 5-6 mm diametri ose trashësia e pjesës). Ekspozimi i tepërt ndaj ujit çon në shtimin e deformimeve dhe plasaritjeve.

Përdorimi i forcimit me ndërprerje kërkon kualifikime dhe përvojë të lartë nga termisti.

Rripëzuarforcim kryhet duke ftohur pjesët e ngrohura deri në temperaturën e ngurtësimit me një rrjedhë uji. Kjo metodë përdoret për ngurtësimin e sipërfaqeve të brendshme, llambat përmbysëse, shufrat dhe mjetet e tjera stampuese, sipërfaqja e punës e të cilave duhet të ketë një strukturë martensit.

Me shuarjen me avull, nuk formohet një xhaketë me avull, e cila siguron forcim më të thellë sesa me shuarjen e thjeshtë në ujë. Shpejtësia e ftohjes varet nga temperatura, presioni i ujit, diametri dhe numri i vrimave në spërkatës dhe nga këndi i formuar nga rryma e ujit me sipërfaqen e ftohur të pjesës.

Forcimme vetë pushime- kjo është një metodë që përfshin mbajtjen e pjesëve në një mjedis ftohës derisa ato të ftohen plotësisht, d.m.th., në një pikë të caktuar, ftohja ndalet në mënyrë që të ruhet nxehtësia e nevojshme për vetëkalitje në thelbin e pjesës. Kjo pikë përcaktohet në mënyrë eksperimentale, kështu që cilësia e trajtimit termik do të varet kryesisht nga aftësia e specialistit të trajtimit të nxehtësisë.

Kontrolli i temperaturës së kalitjes me këtë metodë ngurtësimi kryhet nga ngjyrat e njollosura që shfaqen në sipërfaqen e lehtë të pjesës. Shfaqja e ngjyrave të njollosura në temperaturat 200-300°C shpjegohet me formimin e një filmi të hollë oksidi në sipërfaqen e çelikut, ngjyra e të cilit varet nga trashësia e tij. Për shembull, në një periudhë të shkurtër kohore në 220°C, çeliku mbulohet me një shtresë oksidi, me trashësi 400-450 angstroms, e cila i jep sipërfaqes një ngjyrë të verdhë të lehtë.

Ngurtësimi me vetëkalitje përdoret vetëm për forcimin e mjeteve me ndikim - dalta, copa, bërthama, etj., Meqenëse ngurtësia e një mjeti të tillë duhet të ulet në mënyrë të barabartë dhe gradualisht (nga pjesa e punës në pjesën e bishtit).

U hapforcim- kjo është një metodë në të cilën pjesët e ngrohura ftohen në një mjedis ftohës ngadalë (për shembull, kripë e shkrirë, vaj i nxehtë) që ka një temperaturë për një çelik të caktuar mbi pikën martensitike M n. Gjatë një ekspozimi të shkurtër në një mjedis të nxehtë (vaj), temperatura barazohet, dhe kjo ndodh përpara se të fillojë transformimi martensitik. Pas kësaj, bëhet një ftohje përfundimtare, zakonisht e ngadaltë, gjatë së cilës pjesa ngurtësohet.

Forcimi me hapa ndihmon në reduktimin e streseve të brendshme që ndodhin për shkak të shkallës së ulët të ftohjes. Si rezultat, deformimi i pjesëve zvogëlohet dhe mundësia e forcimit të çarjeve pothuajse eliminohet plotësisht.

Forcimi me hapa përdoret gjerësisht në prodhimin masiv, veçanërisht në prodhimin e veglave. Ju lejon të drejtoni dhe drejtoni pjesët në një gjendje të nxehtë, pasi në momentin e transformimit çeliku ka duktilitet të madh.

Për ngurtësimin hap pas hapi, është më e këshillueshme të përdorni çeliqe me karbon dhe aliazh thellësisht të ngurtësuar të klasave 9ХС, ХГ, ХВГ, etj.

Izotermikeforcim- kjo është një metodë që përbëhet nga ngrohja e pjesëve në një temperaturë të caktuar dhe ftohja në një mjedis izotermik në 220-350 ° C, e cila është pak më e lartë se temperatura në të cilën fillon transformimi martensitik.

Mbajtja e pjesëve në një mjedis shuarjeje gjatë një shuarjeje të tillë duhet të jetë e mjaftueshme për transformimin e plotë të austenitit në troostit acicular. Pas kësaj, ndodh ftohja e ajrit. Me ngurtësimin izotermik, koha e mbajtjes në temperaturën e hapit është dukshëm më e gjatë se me forcimin me hap.

Mjetet shuarëse për forcimin izotermik janë të njëjta si për forcimin me hapa. Pas forcimit izotermik, çeliku fiton fortësi të lartë dhe qëndrueshmëri më të lartë.

Kur forcohet izotermik, kërkohet një shkallë ftohjeje mjaft e lartë dhe e njëtrajtshme, e cila arrihet duke përdorur banjot me një mjet shuarjeje me përzierje intensive.

Forcimi izotermik përdoret në trajtimin termik kur është e nevojshme të merren pjesë me forcë maksimale, duktilitet dhe qëndrueshmëri të mjaftueshme. Është më e këshillueshme që të përdoret forcimi izotermik për ata çeliqe që kanë qëndrueshmëri të ulët të austenitit në rajonin e mbajtjes izotermale.

Defektet që ndodhin gjatë ngurtësimit. Gjatë procesit të ngurtësimit, kur çeliku ftohet, sforcimet e brendshme shfaqen si rezultat i transformimeve strukturore dhe ndryshimeve në vëllimin e metalit. Këto strese çojnë në defektet e mëposhtme: plasaritje, deformim dhe deformim, ndryshime në vëllimin e çelikut, dekarburizim dhe oksidim, njolla të buta, fortësi të ulët dhe mbinxehje.

Forcimçarje- Ky është një defekt i pariparueshëm i formuar gjatë trajtimit termik. Në pjesët e mëdha, si p.sh. kokrrat e farkëtimit, mund të shfaqen çarje të shuarjes edhe kur shuhen në vaj. Prandaj, këshillohet që pjesët e tilla të ftohen në 150-200°C me kalitje të shpejtë pasuese.

Plasaritjet ndodhin për shkak të ngrohjes jo të duhur (mbinxehjes), shkallës së lartë të ftohjes dhe përbërjes kimike të papërshtatshme të çelikut.

Plasaritjet e ngurtësimit ndodhin gjithashtu për shkak të dizajnit jo të duhur të pjesëve, tranzicioneve të mprehta, shenjave të vrazhda të mbetura pas përpunimit, qosheve të mprehta, mureve të hollë, etj.

Plasaritjet e ngurtësimit më së shpeshti formohen kur pjesët ftohen ose nxehen shumë shpejt si rezultat i streseve të brendshme që ndodhin në pjesë. Kjo vërehet shpesh kur ngurtësohen çeliqet e aliazhit. Prandaj, pjesët e bëra prej këtyre çeliqeve nxehen më ngadalë se ato të bëra prej çeliku të karbonit, dhe në mënyrë më të barabartë.

Plasaritjet e ngurtësimit zakonisht ndodhen në qoshet e pjesëve dhe kanë një pamje harkore ose të përdredhur.

Në praktikën e fabrikës, shpesh hasen çarje sipërfaqësore, të cilat zakonisht ndodhen në formën e një rrjete të vazhdueshme ose të thyer. Çarje të tilla ndodhin gjatë procesit të ngurtësimit të sipërfaqes gjatë ngrohjes me rryma me frekuencë të lartë ose ngurtësimit me flakë gazi, kur ftohja kryhet me ujë shumë të ftohtë, si dhe kur metali mbinxehet.

Plasaritjet sipërfaqësore mund të ndodhin jo vetëm gjatë trajtimit të nxehtësisë, por edhe gjatë bluarjes së pjesëve të ngurtësuara nëse ato nuk janë kalitur siç duhet.

Kalitja uniforme pas forcimit dhe kushtet e duhura të bluarjes eliminojnë plotësisht shfaqjen e çarjeve.

Për të shmangur dëmtimin, zonat (pjesë) e pjesëve ku shfaqen zakonisht çarje mbështillen me kordon asbesti dhe mbulohen me argjilë të papërshkueshme nga zjarri. Zbatimi i rreptë i regjimeve teknologjike të forcimit mund të zvogëlojë numrin e pjesëve me defekt në minimum.

Deformimdhe shtrembërim pjesët ndodhin si rezultat i transformimeve të pabarabarta strukturore dhe vëllimore të shoqëruara dhe shfaqjes së sforcimeve të brendshme gjatë ftohjes.

Gjatë forcimit të çelikut, deformimi në shumë raste ndodh pa ndryshime të rëndësishme vëllimore, si rezultat i ngrohjes dhe ftohjes së pabarabartë të pjesëve. Nëse, për shembull, një pjesë me një seksion të vogël dhe gjatësi të madhe nxehet vetëm në njërën anë, atëherë ajo përkulet, ana e nxehtë zgjatet për shkak të zgjerimit termik dhe bëhet konveks, dhe ana e kundërt bëhet konkave. Me ftohje të njëanshme gjatë procesit të shuarjes (veçanërisht në ujë), ana e ftohur shpejt e pjesës do të bëhet konkave për shkak të ngjeshjes termike dhe ana e kundërt do të bëhet konveks. Prandaj, pjesët duhet të nxehen dhe ftohen në mënyrë të barabartë gjatë ngurtësimit.

Metoda e ftohjes ka një ndikim veçanërisht të madh në deformim. Prandaj, gjatë zhytjes së pjesëve dhe veglave në një mjet shuarjeje, duhet të merren parasysh forma dhe dimensionet e tyre. Për shembull, pjesët me pjesë të trasha dhe të holla janë zhytur në mediumin e shuarjes së pari me pjesën e trashë, pjesët e gjata boshtore (vidat e plumbit, shufrat, gërvishtjet, shpimet, çezmat, etj.) - në një pozicion rreptësisht vertikal, dhe pjesë të holla të sheshta (disqe) , prerëse, pjata etj.) - buzë.

Pajisjet e zgjedhura dhe të prodhuara siç duhet janë shumë të rëndësishme për reduktimin e deformimit dhe deformimit të pjesëve.

Kur ingranazhet karburizuese dhe nitrokarburizuese me gaz, rrotullat e ingranazheve dhe ingranazheve, kunjat e pistonit, kryqe dhe pjesë të tjera të konfigurimeve të thjeshta dhe komplekse, përdoren pajisje speciale dhe universale.

Për të çimentuar kunjat e pranverës, përdoren pajisje me vrima.

Rolet e ingranazheve zakonisht i nënshtrohen trajtimit kimiko-termik në pajisje universale.

Në prodhimin masiv, pajisje speciale bëhen për secilën pjesë. Kostoja e prodhimit të tyre paguhet shpejt. Në prodhimin masiv, kur përpunohen tufa të mëdha të pjesëve të ndryshme, është më ekonomike të keni pajisje universale.

Pajisjet janë bërë të derdhura dhe të salduara nga aliazh rezistent ndaj nxehtësisë X18N25S2.

Shumë pjesë - ingranazhet, disqet, pllakat ngurtësohen në presa speciale në makineri për të shmangur deformimin.

Dekarbonizimi ndodh kryesisht kur nxehet në furra elektrike dhe në media të lëngshme (banja me kripë). Dekarburizimi i një vegle është defekti më serioz gjatë forcimit, pasi zvogëlon jetën e veglës disa herë. Sidoqoftë, është e vështirë të vërehet një defekt i tillë në instrumentin e përfunduar.

Në pjesët e bëra prej çeliku strukturor, oksidimi dhe dekarburizimi zbulohen lehtësisht kur bëhen mikroseksione.

E butënjollave- këto janë zona në sipërfaqen e një pjese ose mjeti me fortësi të reduktuar. Arsyet për një defekt të tillë mund të jenë prania e shkallës dhe ndotësve në sipërfaqen e pjesëve të shkaktuara nga kontakti i pjesëve me njëra-tjetrën gjatë procesit të ftohjes në një mjedis shuarjeje, zona me një sipërfaqe të dekarburizuar ose lëvizja e pamjaftueshme e shpejtë e pjesë në mjedisin e shuarjes (xhaketë me avull). Njollat ​​e buta eliminohen plotësisht me anë të shuarjes së ujit dhe ujit të kripur.

E ulëtfortësi më së shpeshti vërehet gjatë forcimit të veglave. Arsyet për fortësinë e ulët janë ftohja e pamjaftueshme e shpejtë në mjedisin e shuarjes, temperatura e ulët e shuarjes dhe koha e shkurtër e ekspozimit kur nxehet për shuarje. Për të korrigjuar këtë defekt, pjesët ose veglat fillimisht i nënshtrohen kalitjes së lartë në një temperaturë prej 600-625°C dhe më pas ngurtësimit normal.

Mbinxehje kur shuhet, shkakton një strukturë të trashë me një thyerje të shndritshme dhe, për rrjedhojë, përkeqëson vetitë mekanike të çelikut. Për të rafinuar kokrrën dhe për të përgatitur strukturën për riforcim, çeliku i mbinxehur duhet të pjeket.

Nënnxehje fitohet nëse temperatura e shuarjes ishte nën pikën kritike Një C3- për çeliqet hipoeutektoide dhe Dhe me- çeliqet hipereutektoide.

Kur nënnxehet, struktura e çelikut të ngurtësuar përbëhet nga martensit dhe kokrra ferrite, të cilat dihet se kanë fortësi të ulët.

Nënnxehja mund të korrigjohet me pjekje të ndjekur nga forcim normal.

Çeliqet me shpejtësi të lartë, inox dhe të tjerë të veçantë ngurtësohen në temperatura më të larta ngrohjeje se çeliqet strukturore dhe veglash me karbon dhe me aliazh të ulët. Për shembull, për klasën e çelikut inox 4X13, temperatura për forcim merret të jetë 1050 - 1100°C.

Çeliku me shpejtësi të lartë P18 është ngurtësuar në një temperaturë prej 1260 - 1280 ° C (për veglat me diametër 10 - 15 mm - shpime, reamers, etj.) dhe 1280 - 1300 ° C (për vegla të një forme të thjeshtë - prerëse ). Një temperaturë kaq e lartë e ngrohjes për forcimin e çelikut me shpejtësi të lartë është e nevojshme në mënyrë që të shpërndahen më plotësisht karbitet e tepërta dhe t'i shndërrojnë ato më shumë në një zgjidhje të ngurtë të kromit, tungstenit, vanadiumit dhe elementëve të tjerë aliazh që përbëjnë çelikun.

Shkalla e ngrohjes. Ngrohja e çelikut përcaktohet jo vetëm nga e lejueshme, por edhe nga shkalla e mundshme e ngrohjes. Shpejtësia e lejuar duhet të jetë e tillë që ngrohja të mos shkaktojë strese të mëdha që çojnë në formimin e çarjeve në pjesë.

Shkalla e ngrohjes varet nga forma e pjesëve, lloji i furrës së ngrohjes dhe mediumi ngrohës. Për shembull, topi nxehet tre herë, dhe cilindri - dy herë më ngadalë se pllaka. Me rritjen e shkallës së ngrohjes, rritet edhe performanca e furrave dhe njësive të ngrohjes.

Shkalla e ngrohjes varet gjithashtu nga vendndodhja e pjesëve në furrë. Nëse pjesët vendosen fort pranë njëra-tjetrës dhe ndërhyjnë në aksesin e nevojshëm të nxehtësisë, atëherë do të duhet më shumë kohë për t'i ngrohur ato.

Për të llogaritur kohën e ngrohjes së pjesëve, termistët zakonisht përdorin harta teknologjike.

Harta teknologjike përfshin një listë të të gjitha operacioneve të përpunimit të një pjese ose grupi pjesësh, duke treguar të dhëna të hollësishme për këto operacione (temperatura, koha e mbajtjes, mjedisi dhe temperatura e ftohjes dhe pajisjet e përdorura).

Koha mesatare e ngrohjes së pjesëve të çelikut të karbonit për forcim në mjedise të ndryshme.

Koha e ngrohjes së pjesëve për forcim në ambiente të ndryshme

Për të kryer çdo proces trajtimi termik, është e nevojshme jo vetëm ngrohja e metalit në një temperaturë të caktuar, por edhe ruajtja e tij në këtë temperaturë deri në transformimet e plota strukturore (shpërbërja e karbiteve, homogjenizimi i austenitit) dhe ngrohja e plotë e pjesëve. . Kështu, koha totale e qëndrimit të pjesëve në mediumin ngrohës përbëhet nga koha e ngrohjes dhe koha e mbajtjes.

Media shuarëse. Për të ftohur pjesët e çelikut gjatë shuarjes, zakonisht përdoren mjete të ndryshme shuarëse: ujë, tretësira ujore të kripës, kripëra të shkrira, vajra minerale etj. Mjetet shuarëse ndryshojnë shumë nga njëra-tjetra në vetitë e tyre fizike, d.m.th largojnë nxehtësinë me intensitet të ndryshëm nga pjesët e ngrohura. për forcim.

Mjeti më i mirë shuarës konsiderohet të jetë ai që ftoh shpejt çelikun në intervalin e temperaturës 650-500°C (rajoni me më pak stabilitet të austenitit) dhe ngadalë - nën 300-200°C (rajoni i transformimit martensitik). Megjithatë, nuk ka ende një mjet të vetëm, universal shuarës, kështu që në praktikë përdoren media të ndryshme.

Një nga metodat më të zakonshme të trajtimit termik të metaleve është forcimi i çelikut. Është me ndihmën e ngurtësimit që formohen karakteristikat e kërkuara të produktit të përfunduar, dhe zbatimi i gabuar i tij mund të çojë në butësi të tepërt të metalit (jo ngurtësim) ose në brishtësinë e tij të tepruar (mbinxehje). Artikulli ynë do të tregojë se çfarë është forcimi i duhur dhe çfarë duhet bërë për ta realizuar atë.

Çfarë është forcimi i metalit?

Farkëtarët e lashtë e dinin se efekti i temperaturës së lartë në metal mund të ndryshojë strukturën dhe vetitë e tij dhe e përdorën këtë në mënyrë aktive në praktikë. Më pas, u vërtetua shkencërisht se ngurtësimi i produkteve të bëra prej çeliku, i cili përfshin ngrohjen dhe ftohjen e mëvonshme të metalit, mund të përmirësojë ndjeshëm karakteristikat mekanike të produkteve të gatshme, të rrisë ndjeshëm jetën e tyre të shërbimit dhe madje përfundimisht të zvogëlojë peshën e tyre duke rritur forcën e pjesë. Ajo që vlen të përmendet është se forcimi i pjesëve të bëra nga çeliku i lirë bën të mundur dhënien e karakteristikave të kërkuara dhe përdorimin e tyre me sukses në vend të lidhjeve më të shtrenjta.

Kuptimi i procesit, i cili quhet forcim i produkteve të aliazhit të çelikut, është ngrohja e metalit në një temperaturë kritike dhe më pas ftohja e tij. Qëllimi kryesor i ndjekur nga kjo teknologji e trajtimit termik është rritja e fortësisë dhe forcës së metalit duke reduktuar njëkohësisht duktilitetin e tij.

Ekzistojnë lloje të ndryshme të ngurtësimit dhe kalitjes pasuese, të ndryshme në mënyrat e zbatimit, të cilat përcaktojnë rezultatin përfundimtar. Mënyrat e ngurtësimit përfshijnë temperaturën e ngrohjes, kohën dhe shpejtësinë e zbatimit të saj, kohën e mbajtjes së pjesës në një gjendje të nxehtë në një temperaturë të caktuar dhe shpejtësinë me të cilën kryhet ftohja.

Parametri më i rëndësishëm në është temperatura e ngrohjes, me arritjen e së cilës rrjeta atomike riorganizohet. Natyrisht, për klasa të ndryshme çeliku, vlera kritike e temperaturës është e ndryshme, e cila varet, para së gjithash, nga niveli i përmbajtjes së karbonit dhe papastërtive të ndryshme në përbërjen e tyre.

Pas ngurtësimit, si fortësia ashtu edhe brishtësia e çelikut rritet dhe në sipërfaqen e tij shfaqet një shtresë peshore, e cila ka humbur një sasi të konsiderueshme karboni. Trashësia e kësaj shtrese duhet të merret parasysh gjatë llogaritjes së lejimit për përpunimin e mëtejshëm të pjesës.

Kur ngurtësoni produktet e bëra nga lidhjet e çelikut, është shumë e rëndësishme të sigurohet një shkallë e caktuar ftohjeje e pjesës, përndryshe struktura atomike tashmë e riorganizuar e metalit mund të shkojë në një gjendje të ndërmjetme. Ndërkohë, ftohja shumë e shpejtë është gjithashtu e padëshirueshme, pasi mund të çojë në shfaqjen e çarjeve në pjesë ose në deformimin e saj. Për të shmangur formimin e defekteve të tilla, shkalla e ftohjes pasi temperatura e metalit të ndezur të bjerë në 200 gradë Celsius ngadalësohet disi.

Për ngrohjen e pjesëve të bëra prej çeliku të karbonit, përdoren furrat e dhomës, të cilat mund të ngrohen deri në 800 gradë Celsius. Për forcimin e llojeve të caktuara të çelikut, temperatura kritike mund të jetë 1250-1300 gradë Celsius, kështu që pjesët e bëra prej tyre nxehen në një lloj tjetër furre. Komoditeti i forcimit të çelikut të këtyre klasave qëndron në faktin se produktet e bëra prej tyre nuk i nënshtrohen plasaritjes kur ftohen, gjë që eliminon nevojën për ngrohje paraprake.

Duhet të keni një qasje shumë të përgjegjshme për forcimin e pjesëve të konfigurimeve komplekse që kanë skaje të hollë dhe tranzicione të mprehta. Për të parandaluar plasaritjen dhe deformimin e pjesëve të tilla gjatë procesit të ngrohjes, ajo duhet të kryhet në dy faza. Në fazën e parë, një pjesë e tillë nxehet paraprakisht në 500 gradë Celsius dhe vetëm atëherë temperatura sillet në një vlerë kritike.

Për forcimin me cilësi të lartë të çeliqeve, është e rëndësishme të sigurohet jo vetëm niveli i ngrohjes, por edhe uniformiteti i tij. Nëse pjesa është masive ose ka një konfigurim kompleks, është e mundur të sigurohet ngrohje uniforme vetëm në disa qasje. Në raste të tilla, ngrohja kryhet me dy vonesa, të cilat janë të nevojshme në mënyrë që temperatura e arritur të shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë vëllimin e pjesës. Koha totale e ngrohjes rritet gjithashtu nëse disa pjesë vendosen në furrë në të njëjtën kohë.

Si të shmangni formimin e shkallës dhe dekarburizimin gjatë shuarjes

Shumë pjesë çeliku ngurtësohen pasi të jenë përfunduar. Në raste të tilla, është e papranueshme që sipërfaqja e pjesëve të dekarburizohet ose të krijohen shkallë mbi të. Ekzistojnë metoda për forcimin e produkteve të çelikut që shmangin probleme të tilla. Forcimi, i kryer në një mjedis mbrojtës me gaz, i cili injektohet në zgavrën e furrës së ngrohjes, mund të klasifikohet si më i avancuari nga këto metoda. Duhet të kihet parasysh se kjo metodë përdoret vetëm nëse furra e ngrohjes është plotësisht e mbyllur.

Fotoja tregon momentin e hidrorrahjes në mullirin e nxehtë të petëzimit - degradimi

Një mënyrë më e thjeshtë për të shmangur dekarburizimin e sipërfaqes së metalit gjatë ngurtësimit është përdorimi i ashkël prej gize dhe karburatori i përdorur. Për të mbrojtur sipërfaqen e pjesës kur nxehet, ajo vendoset në një enë të veçantë në të cilën paraprakisht derdhen këta përbërës. Për të parandaluar hyrjen e ajrit të ambientit në një enë të tillë, e cila mund të shkaktojë procese oksidimi, pjesa e jashtme e tij lyhet tërësisht me argjilë.

Nëse, pas ngurtësimit të metalit, ai ftohet jo në vaj, por në një banjë me kripë, duhet të deoksidohet rregullisht (të paktën dy herë në ndërrim) për të shmangur dekarburizimin e sipërfaqes së pjesës dhe shfaqjen e oksidit në të. Acidi borik, kripa kafe ose qymyri mund të përdoren për deoksidimin e banjove me kripë. Kjo e fundit zakonisht vendoset në një gotë të veçantë me kapak, muret e së cilës kanë shumë vrima. Një gotë e tillë duhet të ulet në banjën e kripës me shumë kujdes, pasi në këtë moment në sipërfaqen e saj ndizet një flakë, e cila shuhet pas një kohe.

Ekziston një mënyrë e thjeshtë për të kontrolluar cilësinë e deoksidimit të një banjë me kripë. Për ta bërë këtë, një teh i rregullt çelik inox nxehet në një banjë të tillë për disa minuta (3–5). Pas banjës me kripë, tehu vendoset në ujë që të ftohet. Nëse pas një procedure të tillë tehu nuk përkulet, por prishet, atëherë deoksidimi i banjës ishte i suksesshëm.

Ftohja e çelikut gjatë forcimit

Baza e shumicës së ftohësve të përdorur në forcimin e produkteve të çelikut është uji. Është e rëndësishme që një ujë i tillë të mos përmbajë papastërti kripërash dhe detergjentesh, të cilat mund të ndikojnë ndjeshëm në shkallën e ftohjes. Një enë që përmban ujë për forcimin e produkteve metalike nuk rekomandohet për qëllime të tjera. Është gjithashtu e rëndësishme të merret parasysh se uji i rrjedhshëm nuk mund të përdoret për të ftohur metalin gjatë procesit të ngurtësimit. Temperatura optimale për ftohësin është 30 gradë Celsius.

Forcimi i produkteve të çelikut duke përdorur ujë të zakonshëm për t'i ftohur ato ka një sërë disavantazhesh të rëndësishme. Më e rëndësishmja prej tyre është plasaritja dhe deformimi i pjesëve pasi të jenë ftohur. Si rregull, kjo metodë ftohjeje përdoret kur çimentoni metalin, forcimin e sipërfaqes së çelikut ose trajtimin termik të pjesëve të një konfigurimi të thjeshtë që më vonë do t'i nënshtrohen përfundimit.

Për produktet e formave komplekse të bëra nga çeliqet strukturore, përdoret një lloj tjetër ftohës - një zgjidhje 50% e sodës kaustike e ngrohur në një temperaturë prej 60 gradë Celsius. Pas ftohjes në një zgjidhje të tillë, çeliku i ngurtësuar fiton një hije të lehtë.

Është shumë e rëndësishme të ndiqni masat paraprake të sigurisë kur punoni me sodë kaustike; sigurohuni që të përdorni një kapuç të vendosur sipër vaskës. Kur një pjesë e nxehtë ulet në një tretësirë, formohen avuj që janë shumë të dëmshëm për shëndetin e njeriut.

Ftohësi më i mirë për pjesët me mure të hollë të bëra nga çeliqet e karbonit dhe produktet e bëra nga aliazhet janë vajrat minerale, të cilët sigurojnë një temperaturë konstante (izotermale) ftohjeje, pavarësisht nga kushtet mjedisore. Gjëja kryesore që duhet shmangur kur përdorni një lëng të tillë teknik është futja e ujit në të, gjë që mund të çojë në çarje të pjesëve gjatë procesit të ftohjes. Sidoqoftë, nëse uji futet në një ftohës të tillë, ai mund të hiqet lehtësisht prej tij duke ngrohur vajin në një temperaturë mbi pikën e vlimit të ujit.

Kalitja e çelikut duke përdorur vajin si ftohës ka një sërë disavantazhesh të rëndësishme për të cilat duhet patjetër të keni parasysh. Kur vaji bie në kontakt me një pjesë të nxehtë, lirohen avuj që janë të dëmshëm për shëndetin e njeriut, përveç kësaj, vaji mund të marrë flakë në këtë moment. Një banjë vaji ka gjithashtu vetinë e mëposhtme: pas përdorimit të saj, një mbetje mbetet në pjesë, dhe vetë ftohësi humbet efektivitetin e tij me kalimin e kohës.

Të gjithë këta faktorë duhet të merren parasysh gjatë ngurtësimit të metaleve në një mjedis vaji dhe duhet të merren masat e mëposhtme të sigurisë:

• zhytni pjesët në një banjë vaji duke përdorur darë me doreza të gjata;
• kryeni të gjitha punët duke veshur një maskë të veçantë të bërë nga xhami i kalitur dhe doreza të bëra prej pëlhure të trashë me veti rezistente ndaj zjarrit ose lëkurë të ashpër;
• mbroni me siguri shpatullat, qafën, gjoksin tuaj me rroba pune të bëra prej pëlhure të trashë rezistente ndaj zjarrit.

Për të ngurtësuar lloje të caktuara të çelikut, ftohja kryhet duke përdorur një rrjedhë ajri të krijuar nga një kompresor i veçantë. Është shumë e rëndësishme që ajri ftohës të jetë plotësisht i thatë, pasi lagështia që përmban mund të shkaktojë çarje të sipërfaqes së metalit.

Ka metoda për forcimin e çelikut që përdorin ftohje të kombinuar. Ato përdoren për të ftohur pjesët e bëra nga çeliqet e karbonit që kanë një përbërje kimike komplekse. Thelbi i metodave të tilla forcuese është që pjesa e ngrohur të vendoset fillimisht në ujë, ku në një kohë të shkurtër (disa sekonda) temperatura e saj bie në 200 gradë, ftohja e mëtejshme e pjesës kryhet në një banjë vaji, ku duhet të të zhvendoset shumë shpejt.

Kryerja e forcimit dhe kalitjes së pjesëve të çelikut në shtëpi

Trajtimi termik i produkteve metalike, duke përfshirë forcimin sipërfaqësor të çelikut, jo vetëm që rrit fortësinë dhe forcën e lidhjes, por gjithashtu rrit ndjeshëm streset e brendshme në strukturën e tij. Për të lehtësuar këto strese, të cilat mund të çojnë në thyerjen e pjesës gjatë funksionimit, është e nevojshme të lirohet produkti i çelikut.

Duhet të kihet parasysh se një operacion i tillë teknologjik çon në një ulje të lehtë të ngurtësisë së çelikut, por rrit duktilitetin e tij. Për të kryer kalitje, thelbi i së cilës është ulja gradualisht e temperaturës së pjesës së nxehtë dhe mbajtja e saj në një temperaturë të caktuar, përdoren furrat, banjat me kripë dhe vaj.

Temperaturat në të cilat kryhet kalitja ndryshojnë për klasa të ndryshme çeliku. Kështu, kalitja e lidhjeve me shpejtësi të lartë kryhet në një temperaturë prej 540 gradë Celsius, dhe për çeliqet me fortësi HRC 59-60, mjafton 150 gradë. Ajo që është tipike është se kur kaliten lidhjet me shpejtësi të lartë, fortësia e tyre madje rritet dhe në rastin e dytë ulet niveli i saj, por indeksi i duktilitetit rritet ndjeshëm.

Ngurtësimi dhe kalitja e produkteve të çelikut, përfshirë varietetet e çelikut inox, është mjaft e pranueshme (dhe, për më tepër, praktikohet shpesh) në shtëpi, nëse lind nevoja. Në raste të tilla, furrat elektrike, furrat, madje edhe rëra e nxehtë mund të përdoren për të ngrohur produktet e çelikut. Temperaturat në të cilat duhet të ngrohen produktet e çelikut në raste të tilla mund të zgjidhen duke përdorur tabela të veçanta. Përpara forcimit ose kalitjes së produkteve të çelikut, ato duhet të pastrohen tërësisht; sipërfaqja e tyre duhet të jetë pa papastërti, gjurmë vaji dhe ndryshk.

Pas pastrimit, produkti i çelikut duhet të nxehet në mënyrë që të nxehet në mënyrë të barabartë. Për ta ngrohur atë në një gjendje të tillë, është e nevojshme të kryhet ngrohja në disa qasje. Pasi të arrihet gjendja e kërkuar, produkti i nxehur duhet të ftohet në vaj dhe më pas të futet menjëherë në një furrë të parangrohur në 200 gradë Celsius. Më pas duhet të ulni gradualisht temperaturën në furrë, duke e çuar në 80 gradë Celsius.

Ky proces zakonisht zgjat një orë. Ftohja e mëtejshme duhet të kryhet në ajër të hapur, me përjashtim të vetëm produkteve të bëra nga çeliqet krom-nikel, për të cilat përdoren banja vaji për të ulur temperaturën. Kjo për faktin se çeliku i klasave të tilla, kur ftohet ngadalë, mund të fitojë të ashtuquajturën brishtësinë e temperamentit.

(votat: 5 , vleresim mesatar: 4,20 nga 5)

Trajtimi termik i çeliqeve është një nga operacionet më të rëndësishme në inxhinierinë mekanike, zbatimi i saktë i të cilit përcakton cilësinë e produkteve. Shuarja dhe kalitja e çeliqeve janë një nga llojet e ndryshme të trajtimit termik të metaleve.

Efektet termike në metal ndryshojnë vetitë dhe strukturën e tij. Kjo bën të mundur rritjen e vetive mekanike të materialit, qëndrueshmërinë dhe besueshmërinë e produkteve, si dhe zvogëlimin e madhësisë dhe peshës së mekanizmave dhe makinerive. Përveç kësaj, falë trajtimit të nxehtësisë, lidhjet më të lira mund të përdoren për prodhimin e pjesëve të ndryshme.

Ndërsa çeliku u kalit

Trajtimi termik i çelikut përfshin aplikimin e nxehtësisë në metal në kushte të caktuara për të ndryshuar strukturën dhe vetitë e tij.

Operacionet e trajtimit të nxehtësisë përfshijnë:

• pjekja;
• normalizimi;
• plakje;
• forcim çeliku dhe kalitje çeliku (etj.).

Trajtimi termik i çelikut: forcimi, kalitja - varet nga faktorët e mëposhtëm:

• temperaturat e ngrohjes;
• koha e ngrohjes (shpejtësia);
• kohëzgjatja e ekspozimit në një temperaturë të caktuar;
• shkalla e ftohjes.

Forcim

Forcimi i çelikut është një proces trajtimi termik, thelbi i të cilit është ngrohja e çelikut në një temperaturë mbi temperaturën kritike, e ndjekur nga ftohja e shpejtë. Si rezultat i këtij operacioni, fortësia dhe forca e çelikut rriten, dhe duktiliteti zvogëlohet.

Kur çeliqet nxehen dhe ftohen, rrjeta atomike riorganizohet. Vlerat kritike të temperaturës për klasa të ndryshme të çelikut nuk janë të njëjta: ato varen nga përmbajtja e karbonit dhe papastërtive të lidhjeve, si dhe nga shkalla e ngrohjes dhe ftohjes.

Pas ngurtësimit, çeliku bëhet i brishtë dhe i fortë. Kur nxehet në furrat termike, shtresa sipërfaqësore e produkteve mbulohet me shkallë dhe dekarbonizohet sa më shumë, aq më e lartë është temperatura e ngrohjes dhe koha e mbajtjes në furrë. Nëse pjesët kanë një lejim të vogël për përpunim të mëtejshëm, atëherë ky defekt është i pariparueshëm. Mënyrat e forcimit për forcimin e çelikut varen nga përbërja e tij dhe kërkesat teknike për produktin.

Gjatë ngurtësimit, pjesët duhet të ftohen shpejt në mënyrë që austeniti të mos ketë kohë të shndërrohet në struktura të ndërmjetme (sorbitol ose troostit). Shkalla e kërkuar e ftohjes sigurohet duke zgjedhur mediumin ftohës. Në këtë rast, ftohja tepër e shpejtë çon në çarje ose deformime të produktit. Për të shmangur këtë, në intervalin e temperaturës nga 300 në 200 gradë, shkalla e ftohjes duhet të ngadalësohet, duke përdorur metoda të kombinuara të forcimit. Metoda e zhytjes së pjesës në një medium ftohës ka një rëndësi të madhe për të reduktuar deformimin e produktit.

Ngrohja e metalit

Të gjitha metodat e forcimit të çelikut përbëhen nga:

• çeliku për ngrohje;
• mbajtja pasuese për të arritur ngrohjen përmes ngrohjes së produktit dhe përfundimin e transformimeve strukturore;
• ftohje me një shpejtësi të caktuar.

Produktet e çelikut të karbonit nxehen në furrat e dhomës. Në këtë rast, ngrohja paraprake nuk kërkohet, pasi këto klasa çeliku nuk i nënshtrohen plasaritjes ose shtrembërimit.

Produktet komplekse (për shembull, një mjet me skaje të holla të spikatura ose tranzicione të mprehta) ngrohen paraprakisht:

• në banjot me kripë duke u zhytur dy ose tre herë për 2 - 4 sekonda;
• në furra të veçanta deri në temperaturën 400 - 500 gradë Celsius.

Ngrohja e të gjitha pjesëve të produktit duhet të vazhdojë në mënyrë të barabartë. Nëse kjo nuk mund të arrihet me një hap (falsifikime të mëdha), atëherë bëhen dy kohë mbajtjeje përmes ngrohjes.

Nëse vendoset vetëm një pjesë në furrë, koha e ngrohjes zvogëlohet. Për shembull, një prerës disku me trashësi 24 mm nxehet brenda 13 minutave dhe dhjetë produkte të tilla nxehen brenda 18 minutave.

Mbrojtja e produktit nga shkalla dhe dekarburizimi

Për produktet sipërfaqet e të cilave nuk janë bluar pas trajtimit termik, djegia e karbonit dhe formimi i shkallës janë të papranueshme. Mbroni sipërfaqet nga defekte të tilla duke përdorur ujin e furnizuar në zgavrën e furrës elektrike. Sigurisht, kjo teknikë është e mundur vetëm në furrat speciale të mbyllura. Burimi i gazit që furnizohet në zonën e ngrohjes është gjeneratorët mbrojtës të gazit. Ata mund të operojnë me metan, amoniak dhe gazra të tjerë hidrokarbure.

Nëse nuk ka atmosferë mbrojtëse, atëherë para ngrohjes produktet paketohen në kontejnerë dhe mbushen me karburator të përdorur dhe ashkël (inxhinieri i nxehtësisë duhet të dijë se qymyri nuk mbron çeliqet e veglave nga dekarburizimi). Për të mos lejuar që ajri të futet në enë, ajo është e veshur me argjilë.

Kur nxehen, banjat me kripë parandalojnë oksidimin e metalit, por nuk mbrojnë nga dekarbonizimi. Prandaj, në prodhim ato deoksidohen të paktën dy herë në ndërrim me kripë kafe, kripë gjaku ose acid borik. Banjat me kripë që funksionojnë në temperaturat 760 – 1000 gradë Celsius deoksidohen në mënyrë shumë efektive nga qymyri. Për ta bërë këtë, një gotë me shumë vrima në të gjithë sipërfaqen mbushet me qymyr të tharë, mbyllet me kapak (në mënyrë që qymyri të mos notojë lart) dhe, pas ngrohjes, ulet në fund të banjës me kripë. Së pari, shfaqet një numër i konsiderueshëm i flakëve, pastaj zvogëlohet. Nëse e deoksidoni banjën tre herë gjatë një ndërrimi në këtë mënyrë, produktet e ngrohura do të mbrohen plotësisht nga dekarbonizimi.

Shkalla e deoksidimit të banjove me kripë kontrollohet shumë thjesht: një teh i zakonshëm, i ngrohur në një banjë për 5 - 7 minuta në një banjë të deoksiduar me cilësi të lartë dhe i ngurtësuar në ujë, do të thyhet, nuk do të përkulet.

Ftohësit

Ftohësi kryesor për çelikun është uji. Nëse shtoni një sasi të vogël kripërash ose sapuni në ujë, shkalla e ftohjes do të ndryshojë. Prandaj, në asnjë rrethanë nuk duhet të përdoret rezervuari i shuarjes për qëllime të tjera (për shembull, larja e duarve). Për të arritur të njëjtën fortësi në sipërfaqen e ngurtësuar, është e nevojshme të ruhet temperatura e ftohësit në 20 - 30 gradë. Ju nuk duhet ta ndërroni shpesh ujin në rezervuar. Ftohja e produktit në ujë të rrjedhshëm është absolutisht e papranueshme.

Disavantazhi i ngurtësimit të ujit është formimi i çarjeve dhe deformimeve. Prandaj, vetëm produktet e formave të thjeshta ose ato të çimentuara ngurtësohen duke përdorur këtë metodë.

• Kur forcohen produktet e konfigurimeve komplekse të bëra prej çeliku strukturor, përdoret një zgjidhje pesëdhjetë përqind e sodës kaustike (e ftohtë ose e ngrohur në 50 - 60 gradë). Pjesët e ngrohura në një banjë me kripë dhe të ngurtësuara në këtë tretësirë ​​dalin të lehta. Temperatura e tretësirës nuk duhet të lejohet të kalojë 60 gradë.

Mënyrat

Avujt e krijuar gjatë shuarjes në një tretësirë ​​kaustike janë të dëmshme për njerëzit, kështu që banja e shuarjes duhet të jetë e pajisur me ventilim të shkarkimit.

• Çeliku i aliazhit ngurtësohet në vajra minerale. Nga rruga, produktet e hollë të çelikut të karbonit kryhen gjithashtu në vaj. Avantazhi kryesor i banjove me vaj është se shkalla e ftohjes nuk varet nga temperatura e vajit: në një temperaturë prej 20 gradë dhe 150 gradë, produkti do të ftohet me të njëjtën shpejtësi.

Kini kujdes që të mos lejoni që uji të futet në banjën e vajit, pasi kjo mund të shkaktojë plasaritjen e produktit. Ajo që është interesante: në vajin e ngrohur në një temperaturë mbi 100 gradë, hyrja e ujit nuk çon në shfaqjen e çarjeve në metal.

Disavantazhi i një banjë me vaj është:

1. çlirimi i gazrave të dëmshëm gjatë ngurtësimit;
2. formimi i pllakës në produkt;
3. tendenca e vajit për ndezshmëri;
4. përkeqësimi gradual i aftësisë së ngurtësimit.

• Çeliqet me austenit të qëndrueshëm (për shembull, X12M) mund të ftohen me ajër të furnizuar nga një kompresor ose tifoz. Në të njëjtën kohë, është e rëndësishme të parandaloni hyrjen e ujit në kanalin e ajrit: kjo mund të çojë në formimin e çarjeve në produkt.
• Forcimi me hapa kryhet në vaj të nxehtë, alkale të shkrirë dhe kripëra me shkrirje të ulët.
• Forcimi i ndërprerë i çeliqeve në dy mjedise ftohëse përdoret për përpunimin e pjesëve komplekse të bëra nga çeliqet e karbonit. Fillimisht ftohen në ujë në temperaturë 250 - 200 gradë dhe më pas në vaj. Produkti mbahet në ujë jo më shumë se 1 - 2 sekonda për çdo 5 - 6 mm trashësi. Nëse koha e ekspozimit në ujë rritet, në mënyrë të pashmangshme do të shfaqen çarje në produkt. Transferimi i pjesës nga uji në vaj duhet të bëhet shumë shpejt.

Në varësi të temperaturës së kërkuar, kalitja kryhet:

• në banjot me vaj;
• në banjot me kripë;
• në furrat me qarkullim të detyruar të ajrit;
• në banjot me alkali të shkrirë.

Temperatura e kalitjes varet nga klasa e çelikut dhe ngurtësia e kërkuar e produktit, për shembull, një mjet që kërkon një fortësi prej HRC 59 - 60 duhet të kalitet në një temperaturë prej 150 - 200 gradë. Në këtë rast, sforcimet e brendshme zvogëlohen dhe fortësia zvogëlohet pak.

Çeliku me shpejtësi të lartë kalohet në një temperaturë prej 540 - 580 gradë. Ky kalitje quhet forcim dytësor, pasi si rezultat rritet fortësia e produktit.

Produktet mund të njollosen duke i ngrohur në soba elektrike, në furra, madje edhe në rërë të nxehtë. Filmi oksid që shfaqet si rezultat i ngrohjes merr ngjyra të ndryshme njollosëse, në varësi të temperaturës. Përpara se të filloni të kalitni njërën nga ngjyrat e njollosura, duhet të pastroni sipërfaqen e produktit nga shkalla, depozitat e vajit, etj.

Zakonisht, pas kalitjes, metali ftohet në ajër. Por çeliqet krom-nikel duhet të ftohen në ujë ose vaj, pasi ftohja e ngadaltë e këtyre klasave çon në brishtësinë e temperamentit.