Последующее охлаждение

Технология горячей сварки включает в себя следующие операции: подготовку под сварку, предварительный подогрев, сварку, последующее медленное охлаждение изделия. При горячей сварке чугуна используют следующие виды сварки: газовую, ручную дуговую» полуавтоматическую, порошковой проволокой.

Полный отжиг Нагрев доэвтектоидной стали до температуры выше критической точки Ас?> (линия OS), выдержка и последующее медленное охлаждение (30— 200°С/ч в зависимости от состава стали) Создание мелкозернистости, понижение твердости и повышение вязкости (пластичности), снятие внутренних напряжений Образование аустеиита с последующим распадом его на феррито-цементитную смесь Перлит и феррит

Тонкостенные отливки. Группа тонкостенных отливок (составы № 9, 10 и 11, табл. 60) отличается значительными габаритными размерами (детали швейных машин, сельскохозяйственного и текстильного машиностроения и т. п.). Эти отливки изготовляются в условиях массового или крупносерийного производства. Химический анализ отливок должен обеспечить, наряду с экономичностью и требуемой прочностью, хорошую заполняемость тонкостенных форм большой протяжённости и устранение опасных напряжений в отливках. Особое значение имеет устранение отбеливания в тонких сечениях, подвергаемых значительной механической обработке на больших скоростях резания. В связи с этим в составы этой группы назначается высокое содержание Собщ (до 3,6%) и Si (до 2,8о/0), обеспечивающее значительное выделение графита и хорошую обрабатываемость даже тонких стенок отливки. Содержание фосфора повышается для улучшения заполняемости тонкостенных литейных форм. Несколько повышенное содержание марганца способствует упрочнению структуры, что важно для износостойкости обработанных поверхностей. Содержание серы должно быть возможно низкое для улучшения обрабатываемости и заполняемости формы. В тонкостенных отливках при небольших колебаниях серы в шихте часто получается местное отбеливание, затрудняющее обработку, особенно на автоматах. Для устранения отбела иногда прибегают к кратковременному отжигу отливок (нагрев до 850° С с выдержкой 20—30 мин. и последующее медленное охлаждение) [4, 23].

Отжиг. Нагрев стали до температуры, несколько превышающей точку Ас3 (на 30 — 50° С), выдержка при этой температуре и последующее медленное охлаждение ниже температуры перлитного превращения называются полным отжигом (фиг. 1, режим 2). В результате такого отжига получаются полная фазовая перекристаллизация и стабильное состояние стали.

щей точку Aci (но ниже /4с3), выдержка при этой температуре и последующее медленное охлаждение ниже температуры перлитного превращения называются не-' полным отжи-

Нагрев стали до температуры, близкой к точке Aci, выдержка при этой температуре и последующее медленное охлаждение называются низкотемпературным отжигом {фиг. 1, режим 4). В результате этого отжига снижаются внутренние напряжения, понижается твёрдость и улучшается обрабатываемость резанием. Этот вид отжига применяется для поковок из высоколегированной стали (1SXHMA, 20Х2Н4А и т. п.).

Нагрев предварительно закалённой стали до температуры ниже Асг, выдержка при этой температуре и последующее медленное или быстрое охлаждение называются отпуском (фиг. 1, режим 6). В зависимости от температуры отпуска сталь приближается в большей или меньшей степени к стабильному структурному состоянию. При отпуске происходит: а) в интервале температур 80—170° С — превращение тетрагонального мартенсита (мартенсита закалки) в кубический мартенсит (мартенсит отпуска); б) в интервале 200 — 270° С — превращение остаточного аустенита в отпущенный мартенсит; в) в интервале 300— 400° С — образование троостита и г) в интервале от 400° С до ACi — коагуляция цементит-ных частиц с образованием троостита, сорбита или перлита.

Диффузионный отжиг (гомогенизация) — нагрев стали до температуры выше точки Лс3 на 150—300° С, продолжительная выдержка (практически 8—15 час.) при этой температуре и последующее медленное охлаждение. Применяется преимущественно для круп ных стальных отливок из легированной стали с целью выравнивания (путем диффузии) химической неоднородности зерен твердого раствора и уменьшения ликвации Диффузионный отжиг вызывает увеличение размера зерна, вследствие чего необходимо применять дополнительный полный отжиг или нормализацию с целью измельчения структуры.

Наплавка на поверхность трубного отверстия производится с предварительным и сопутствующими подогревами. Зона нагрева должна быть не менее 150 мм вокруг кромки наплавляемого отверстия. Термопары должны устанавливаться со стороны, противоположной расположению нагревателя. После наплавки необходим отпуск. Его можно не применять, если на барабане из стали 22К шаг между наплавляемыми отверстиями в продольном направлении не менее 600 мм или в окружном не менее 400 мм. Допускается наплавка без последующей термообработки групп из двух—трех рядом расположенных отверстий при расстоянии между границами групп не менее 1200 мм. На барабанах из низколегированных сталей 16ГНМ и 16ГНМА без термообработки можно оставлять наплавки отверстий в барабане при продольном шаге не менее 1200 мм и окружном не менее 600 мм при общем количестве наплавляемых отверстий не более шести (с учетом отверстий, отремонтированных наплавкой при предыдущих ремонтах). В этих случаях сопутствующий сварке подогрев необходимо сохранять не менее 3 ч после ее окончания и обеспечивать последующее медленное охлаждение. Наплавку можно производить без последующего отпуска только на отверстия в листах барабанов, имеющих твердость НВ^200 МПа. Твердость наплавленного металла и околошовной зоны должна быть НВ^220 МПа. В противном случае требуется отпуск.

Смягчающий отжиг применяют для инструментальных и других высокоуглеродистых и легированных сталей для улучшения их обрабатываемости при резании. Углеродистые стали лучше всего обрабатываются при твердости в пределах НВ 160—200. Поэтому стали, имеющие большую твердость, подвергают смягчающему отжигу со следующим режимом: нагрев до температуры 750° С, выдержка при этой температуре в течение 5—10 ч и последующее медленное охлаждение вместе с печью. Скорость охлаждения должна быть не больше 50° С в час. До температуры 550—600° С охлаждают медленно, затем изделия можно выгрузить из печи и охлаждать на воздухе.

нит при нагреве стали, -выдержка при этой температуре и последующее медленное охлаждение.

Сварочный нагрев и последующее охлаждение настолько изменяют структуру и свойства чугуна в зоне расплавления и околошовной зоне, что получить сварные соединения без дефектов с необходимым уровнем свойств оказывается весьма затруднительно. В связи с этим чугун относится к материалам, обладающим плохой технологической свариваемостью. Тем не менее сварка чугуна имеет очень большое распространение как средство исправления брака чугунного литья, ремонта чугунных изделий, а иногда и при изготовлении конструкций. Качественно выполненное сварное соединение должно по меньшей мере обладать необходимым уровнем механических свойств, плотностью (непроницаемостью) и удовлетворительной обрабатываемостью (обрабатываться режущим инструментом). В зависимости от условий работы соединения к нему могут предъявляться и другие требования (например, одноцветность, жаростойкость и др.).

Наиболее радикальным средством борьбы с образованием отбеленных и закаленных участков шва и околошовпой зоны и образованием пор и трещин служит подогрев изделия до температуры 600—650Q С и медленное охлаждение его после сварки. Технологический процесс горячей сварки состоит из следующих элементов: I — подготовка изделия иод сварку; II — предварительный подогрев деталей; III — сварка; IV — последующее охлаждение.

Сварка осуществима только в нижнем положении, после сварки рекомендуется проковка шва при температуре 550—800° С и последующее охлаждение в воде, так как быстрое охлаждение предотвращает сегрегацию Сп20 по границам зерен и охрупчивание металла.

Все сплавы, кристаллизующиеся по диаграмме состояния, изображенной на рис. 174,0, могут быть подвергнуты термической обработке по второй, третьей или четвертой группам. При нормальной температуре все сплавы состоят из а+р-фаз. При /авт ее- и (3-фазы превращаются в -у-фазу. Последующее охлаждение определяет вид термической обработки — отжиг (медленное охлаждение) или закалку (быстрое охлаждение). Термическая обработка по второй и третьей группам возможна лишь при условии нагрева выше температуры фазовой перекристаллизации /Г)ВТ и образования у-твердого раствора.

Если цементировали слабо прокаливающуюся углеродистую сталь, то яри нагреве как выше Ас3. так и ниже Ас3 последующее охлаждение не может быть настолько резким, чтобы предотвратить в такой малоуглеродистой стали перлитное превращение. Структура сердцевины цементируемой углеродистой стали независимо от режима обработки состоит из перлита и феррита, отличающихся разным размером зерна (мелкозернистая в случае двойной обработки, более крупнозернистая — при одинарной, рис. 265).

обходимая для окончательного распада переохлажденного аусте-нита и коагуляции карбидов, составляет 1 —3 ч в зависимости от массы отжигаемого металла. Последующее охлаждение проводят на воздухе.

Изотермическая закалка (рис. 9.5, кривая 4) отличается от ступенчатой более длительной выдержкой в закалочной ванне при температуре выше мартенситного превращения до полного распада аустенита. При изотермической закалке сталь нагревается до состояния аустенита, а затем резко переохлаждается до температур изотермического распада (250—300° С), соответствующего получению игольчатого тростита. Эта структура по твердости близка к мартенситу, но обладает большей вязкостью. Продолжительность выдержки в закалочной среде определяется диаграммой изотермического распада аустенита конкретной стали. Последующее охлаждение проводится на воздухе.

Металл в любой зоне сварного соединения испытывает нагрев и последующее охлаждение. Изменение температуры металла во время сварки называется термическим циклом сварки. Максимальная температура нагрева в разных зонах соединений различна: в шве

Сплав альфенол является относительно дешевым материалом, и широко применяется для магнитной звукозаписи, так как у него велико сопротивление истиранию. Этот сплав имеет также удовлетворительные антикоррозионные свойства в некоторых агрессивных средах. Термическая обработка сплава следующая: отжиг при 1000° С, охлаждение с печью до 600° С и последующее охлаждение на воздухе.

Влияние состава сплавов и термической обработки на начальную проницаемость характеризует рис. 118. Образцы подвергали термической обработке: 1) отжиг в сухом водороде в течение 1 ч при 900° С и закалка на воздухе с 625° С (двойная обработка), 2) отжиг в сухом водороде в течение 2 ч и последующее охлаждение с печью. Такая различная термическая обработка почти не влияет на изменение индукции в поле 796 а/м (10 э), но значительно влияет на начальную проницаемость.

Отпуск — нагрев до температуры ниже интервала превращений, выдержка и последующее охлаждение для повышения вязких свойств, уменьшения термических остаточных напряжений и улучшения обрабатываемости резанием. Обычно применяют после закалки (нормализации) стальных отливок, поковок, проката и механически обработанных деталей.