Metalo terminio ir termocheminio plieno apdorojimo ir taikymo analizė


Termocheminis apdirbimas. Metalo atkaitinimas. Plieno atkaitinimas. Termocheminis metalu apdirbimas. Termocheminis apdorojimas. Metalu termocheminis apdirbimas. Termocheminio apdirbimo budai. Metalo terminio apdirbimo budai. Termocheminis plieno apdorojimas. Metalų atkaitinimas.

Medžiagų mokslo referatas. Metalo terminio ir termocheminio plieno apdorojimo ir taikymo analizė. Įvadas. Terminis apdorojimas. Termocheminis apdorojimas. Empirinis tyrimas. Anketa. Darbas yra susijęs su metalų terminiu apdirbimu. Plieno terminiu apdorojimu vadinamas plieno įkaitinimas iki tam tikros temperatūros, išlaikymas tokioje temperatūroje ir aušinimas nustatytu greičiu. Terminio apdorojimo tikslas — gauti reikiamų savybių plieną, keičiant jo struktūrą. Pagrindiniai terminio apdorojimo būdai yra šie: atkaitinimas, norma¬lizavimas, grūdinimas, atleidimas ir apdorojimas šalčiu. Atkaitinimas — plieno įkaitinimas iki pasirinktos temperatūros, išlaiky¬mas ir lėtas ataušinimas (dažniausiai neišimant iš krosnies). Atkaitinimo tikslas — sudaryti patvarią, smulkiagrūdę struktūrą, pašalinti mechani¬nį ir terminį sukietinimą bei vidinius įtempimus, padidinti plieno plastiš¬kumą. Atkaitinant taip pat galima sumažinti plieno likvaciją (cheminį netolygumą), gauti grūdelinį perlitą. Yra keletas atkaitinimo būdų. Žematemperatūris atkaitinimas taikomas, norint su¬mažinti įtempimus (pvz., suvirinus). Detalė įkaitinama iki 300—400 °C (žemiau rekristalizacijos temperatūros), išlaikoma joje ir lėtai ataušina¬ma. Rekristalizacinis atkaitinimas taikomas, norint paša¬linti šaltai deformuoto plieno sukietinimą. Įkaitinus plieną iki aukštesnės kaip rekristalizacijos temperatūros, vietoj deformuotų, sukietintų grūde¬lių išauga nauji, lygiašoniai, plastiški, be vidinių įtempimų grūdeliai.


Remiantis mokslinės literatūros pagrindais terminio ir termocheminio apdorojimo tikslas yra pagerinti ir sustiprinti plieno savybes (keičiant jo struktūrą), iš jo išgauti aukščiausią kokybę kuo mažesnėmis išlaidomis. Pagrindiniai terminio apdorojimo būdai yra šie: Atkaitinimas, normalizavimas, grūdinimas, atleidimas ir apdorojimas šalčiu. Plieno atkaitinimas būna kelių tipų:

Dalinis atkaitinimas atliekamas norint sumažinti valcuotų ir kaltų detalių kietumą ir pagerinti jų apdirbamumą. Plienas įkaitinamas iki aukštesnės kaip Ac1 temperatūros, išlaikomas ir lėtai ataušinamas. Atkaitinus iš dalies persikristalizuoja tik perlitas, todėl šiuo būdu dažniausiai atkaitinami poeutektoidiniai plienai, kurių struktūroje, be perlito, yra tik cementitas. Ikieutektoidiniai plienai šiuo būdu atkaitinami retai, nes juose lieka nepersikristalizavusio ferito.

Visiškas atkaitinimas taikomas tik ikieutektoidiniams plienams (<0,765% C), kai reikia sudaryti smulkiagrūdę struktūrą, pašalinti plieno sukietinimą ir vidinius įtempimus, padidinti plastiškumą. Plienas įkaitinamas iki temperatūros 20—30 °C aukštesnės kaip Ac3, išlaikomas ir lėtai ataušinamas.

Difuzinis (homogenizacinis) atkaitinimas naudojamas, norint sumažinti, legiruotų plienu cheminį netolygumą (likvaciją) ir suvienodinti struktūrą. Plienas įkaitinamas iki 1050—1150°C temperatūros (aukštoje temperatūroje geresnės difuzijos sąlygos), ilgai laikomas šioje temperatūroje, po to lėtai ataušinamas. Taip apdirbus, gaunamas nepageidautinos stambiagrūdės struktūros plienas. Norint ją susmulkinti, reikia plieną papildomai visiškai atkaitinti. Normalizavimas — tai plieno įkaitinimas iki temperatūros 30—50 °C aukštesnės kaip Ac3 arba Accm, išlaikymas joje ir ataušinimas ore. Taip apdirbus plienas gaunamas smulkesnės struktūros, kietesnis ir stipresnis, negu atkaitintas, be to, panaikinamas poeutektoidinių plienu struktūros karbidinis tinklelis. Ikieutektoidiniai plienai dažniausiai normalizuojami, norint pagerinti jų mechanines savybes ir apdirbamumą (tekinant tokį plieną, gaunamas glotnesnis detalių paviršius), o poeutektoidiniai — norint panaikinti karbidinį tinklelį ir paruošti plieno mikrostruktūrą tolesniam terminiam apdorojimui.

Grūdinimas - ikieutektoidinių plienu įkaitinimas iki 30-50 °C aukštesnės kaip Ac3 temperatūros, o poeutektoidinių - aukštesnės kaip Ac1, išlaikymas joje ir aušinimas greičiu, didesniu už kritinį, t. y. tokiu, kad susidarytų martensitinė struktūra. Yra keletas grūdinimo būdų.

Paprastasis grūdinimas - plieno įkaitinimas iki aukščiau nurodytos temperatūros ir ataušinimas pasirinktoje aušinimo terpėje. Aušinimo terpė turi būti tokia, kad aušinimo greitis būtų didesnis už kritinį. Todėl angliniai konstrukciniai plienai dažniausiai grūdinami vandenyje. Legiruotus plienus, kurių mažesnis kritinis aušinimo greitis, galima aušinti švelnesnėje terpėje - mineralinėje alyvoje. Lėčiau aušinant plieną, grūdinimo metu gaunami mažesni liekamieji įtempimai, grūdinamas dirbinys mažiau deformuojasi. Grūdinant padidėja plieno kietumas ir stiprumas.

Nutrauktinis (dviterpis) grūdinimas taikomas angliniams plienams, kuriuose yra daugiau kaip 0,6% anglies. Įkaitinta detalė vandenyje aušinama tik iki 250 °C temperatūros, paskui greitai perkeliama į alyvos vonią, kur galutinai ataušinama. Aušinant tik vandenyje, susidarytų labai dideli įtempimai, didelės deformacijos ir galėtų atsirasti įtrūkimų.

Laiptinis grūdinimas taikomas stambioms arba sudėtingos formos detalėms. Įkaitinta iki grūdinimo temperatūros detalė panardinama į karštą terpę (pvz., į išlydytas druskas), kurios temperatūra artima martensitinio virsmo pradžios temperatūrai (Ms). Šioje terpėje detalė laikoma trumpai tol, kol susivienodina temperatūra visame detalės skerspjūvyje, po to galutinai ataušinama alyvoje. Taip grūdinant, gaunami maži įtempimai, mažos deformacijos, beveik nebūna grūdinimo įtrūkimų.

Izoterminis grūdinimas dažniausiai taikomas spyruoklėms grūdinti. Pagal atlikimo technologiją jis panašus į laiptinį grūdinimą, Įkaitintos detalės panardinamos į karštą terpę, kurios temperatūra priklauso nuo pasirinktos struktūros ir kietumo. Karštoje terpėje detalės laikomos tol, kol visas austenitas virsta trostitu (grūdinant spyruokles), beinitu ar sorbitu. Užgrūdinus šiuo būdu, dažniausiai nereikia atleidimo, todėl sutrumpėja terminio apdirbimo procesas.

Vietiniu grūdinimu naudojamasi tuomet, kai reikia grūdinti ne visą detalę, o tik jos dalį. Tai daroma dviem būdais:

1) kaitinama ir greitai aušinama tik ta detalės dalis, kurią reikia grūdinti;

2) kaitinama visa detalė, o greitai aušinama tik grūdinamoji dalis.

Grūdinimas su savaiminiu atleidimu dažniausiai naudojamas kaip vietinis grūdinimas. Įkaitinus visą detalę, į aušinimo skystį panardinama tik ta jos dalis, kurią reikia užgrūdinti. Visai ataušus grūdinamajai daliai, detalė ištraukiama iš aušinimo skysčio ir greitai nuvalomas iki blizgesio (dilde ar šlifavimo popieriumi) vienas jos šonas. Laikant visą detalę ore, (karštoji dalis pamažu įkaitina užgrūdintąją ir ją atleidžia.

Vidutinis atleidimas atliekamas 350—500°C temperatūroje. Atleidimo metu gaunama trostitinė struktūra. Atleidimo tikslas — gauti labai stiprų, tamprų bei pakankamai kietą ir atsparų smūgiams plieną. Toks atleidimas naudojamas spyruoklėms, lingėms, medžio apdirbimo įrankiams ir kt.

Apdoroti šalčiu reikia tuoj užgrūdinus (ne vėliau kaip po 15-30 min.), nes ilgainiui liekamasis austenitas stabilizuojasi ir vėliau šaldant ne visas virsta martensitu. Konstrukciniai plienai šalčiu apdorojami retai. Užgrūdinus kartais šaldomos cementuotos (įanglintos) detalės, pagamintos iš legiruotų plienu.

Kai kurių mašinų detalių (alkūninių velenų, stūmoklių pirštų ir kt.) paviršius turi būti kietas, atsparus dilimui, o šerdis - tąsi, atspari smūgiams. Tokių detalių grūdinamas tiktai paviršius arba jos apdorojamos termochemiškai. Labiausiai paplitę termocheminio apdorojimo būdai yra cementavimas (įanglinimas) ir azotinimas azotinimas.

Detalių paviršiaus grūdinimas. Grūdinant detalės paviršių, kaitinamas ir aušinamas tiktai jos paviršiaus sluoksnis. Tada detalė užsigrūdina tokiu gyliu, kuris buvo įkaitintas iki grūdinimo temperatūros. Yra keletas būdų detalės paviršiui įkaitinti: indukcinis - aukšto dažnumo srovėmis, dujų degikliais, elektrokontaktinis, elektrolite ir kt.

Po proceso gali būti skaudžių pasekmių. Gali atsirasti visokie įtrūkimai, deformacijos po kurių plieno gaminys gali būti nebenaudojamas. Taip pat plienas gali ir nuanglėti ( prarasti daug anglies viršutiniame sluoksnyje).

Norint padaryti plieno paviršių itin kietą ir atsparų dilimui termocheminis apdorojimas pats geriausias būdas tam padaryti. Pasitaiko labai mažai atvejų kada plienas būna sugadintas arba deformuotas.

Labai brangiai kainuojantis procesas. Jį atlikti būtina turėti tam tikrą įrangą. Labai daug laiko užimantis procesas, gali trukti net 10-12 valandų. Nevisus plienus galima apdoroti.

Priklausomai kokių plieno savybių mums reikia. Termocheminis apdorojimas dažniausiai taikomas tik norint sukietinti detalės paviršių, o šerdį padaryti minkštą ir tąsia. Taip pat norint apsaugoti nuo korozijos atliekamas termocheminis apdorojimas.

Tyrime analizuojant plieno terminį ir termocheminį apdorojimą buvo atliekama anketinė apklausa tarp grupėje besimokančių studentų. Anketoje klausimai buvo susiję su šito tyrimo tema. Atsakytų klausimų diagramo nurodytos žemiau.

  • Medžiagų mokslas Referatai
  • 2010 m.
  • 7 puslapiai (1715 žodžių)
  • Kolegija
  • Medžiagų mokslo referatai
  • Microsoft Word 21 KB
  • Metalo terminio ir termocheminio plieno apdorojimo ir taikymo analizė
    10 - 1 balsai (-ų)
Metalo terminio ir termocheminio plieno apdorojimo ir taikymo analizė. (2010 m. Gruodžio 22 d.). http://www.mokslobaze.lt/metalo-terminio-ir-termocheminio-plieno-apdorojimo-ir-taikymo-analize.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 06 d. 02:58