Viteza critică de stingere a diferitelor oțeluri nu sunt aceleași și variază în limite foarte mari (în funcție de compoziția chimică a oțelului). Există oțeluri speciale, în care viteza critică de stingere a 2 - 3 ° pe secundă, iar unele oțeluri se atinge 1200 ° pe secundă. Este mai scăzută rata critică de călire, cu atât mai ușor să tempereze oțel. Toate oțel carbon rata critică de răcire este foarte mare. Efectul carbonului asupra ratei de călire critică a oțelului prezentat în Fig. 62. După cum se vede din această diagramă, cea mai mică viteză critică călire este oțelul care conține 0,8% carbon. Dar, în acest oțel critic de viteză este foarte mare - aproximativ 160 ° pe secundă.
La viteza critică de călire este influențată de alte elemente conținute în oțel, după cum se va discuta în continuare. Rata de stingere critică - o caracteristică importantă, fără de care este imposibil să se stabilească modul corect de călire din oțel. Viteza de răcire. Pentru a instala viteza de răcire în timpul întăririi, cu excepția ratei critice de călire trebuie să țină cont de forma și dimensiunile produselor călite. Produsele fabricate din oțel cu aceeași compoziție și având, prin urmare, aceeași viteză critică de călire, se va răci la rate diferite, în cazul în care acestea diferă una de alta în mărime și formă. mărimea efectului și forma articolului privind viteza de răcire în timpul călirii ilustrat destul de clar prin exemplul următor.
Fabricarea aceeași placă de oțel cu dimensiunile 50 x 50 mm și 1 mm grosime și 10 mm diametru bila. Dacă acestea sunt răcite în același mediu, puteți face cu ușurință-vă că placa este răcit mult mai rapid decât mingea. Intre timp placa cantareste aproximativ 20 de grame și mingea doar aproximativ 5 g Acest exemplu arată că viteza de răcire depinde puternic de suprafața articolului. Cu cat grosimea produsului și cea mai mare suprafață de răcire raportul la volumul produsului, cu atât mai rapid de răcire. Valorile de duritate mostre de diferite secțiuni din oțel 45 și supuse călire în apă.
tabel de date de mai sus arată că probele realizate din același oțel și călite în același mediu, a primit diferite proprietăți și structura. Acest lucru se datorează faptului că au o secțiune transversală diferită, și, prin urmare răcirea a procedat cu viteză inegală. Viteza de răcire efectivă în timpul călirii, de obicei, caracterizată de o anumită valoare medie. De fapt, produsele de răcire prin călire, la intervale diferite de temperatură apar la viteze diferite. În prima perioadă de răcire atunci când diferența de temperatură dintre produsul încălzit și mediul de răcire este foarte mare (20 și 850 °), produsul este răcit mult mai rapid decât la sfârșitul procesului, atunci când diferența este deja considerabil mai mici.
Această încălzire a oțelului la sacrificare T Ac1, îmbătrânirea la T clamped și sistemul de răcire la o anumită viteză.
operațiune de vacanță este realizată după întărire din oțel. Chiar numele acestei operațiuni sugerează că oțelul ca acesta este eliberat din stresul, starea întărită. Ca urmare, reducerea fragilității, tenacitate îmbunătățită și rezistență la impact.
Vezi ce fel de schimbări au loc în oțel călit în timpul recoacere. Așa cum am văzut, structura din oțel călit este o soluție solidă suprasaturată de carbon în fier, care provoacă tensiuni interne puternice. În consecință, zabrele atomic este distorsionat, de cotitură cubi la tetragonală și achiziționează fragilizare din oțel și ușor distrus de sarcinile de impact. Dacă elimina tensiunile interne, fără a reduce rezistența și duritatea oțelului, este posibil să se reducă fragilității și, astfel, în mod substanțial îmbunătăți caracteristicile sale de performanță realizat cu operațiunea de eliberare prin încălzire la o temperatură de 150-200 ° C Această așa-numita otpusk.Chto scăzută se întâmplă la concediu scăzut? Sub influența atomilor de carbon ridicate dobândesc temperatură mai mare mobilitate și astfel să iasă din soluție solidă. Ele formează un compus chimic al atomilor de fier - carbură de Fe2 C Astfel tensiunea internă în rețeaua atomică a fierului redus, rezultând fragilitate redusă din oțel călit. Carburile formate sunt atât de mici dimensiuni, care nu pot fi detectate cu un microscop, schimbări atât de vizibile în microstructură după o eliberare redusă nu se observă. Dar proprietățile oțelului sunt îmbunătățite în mod semnificativ.
de vacanță redusă se aplică în acele cazuri în care, după întărire este necesar să se mențină duritate mare și rezistență la uzură din oțel. Pentru a completa toate procesele care au loc la un concediu redus da expunere suficientă la 200 ° C timp de 1 oră. Deși nu tot carbonul din soluție, cu toate acestea, a continuat expunerea nu dă o schimbare semnificativă. Duritatea oțelului după călire temperatură scăzută este dependentă de conținutul său de carbon. Oțelurile mari de carbon care conțin mai mult de 0,7% din C, este de obicei, în HRC 59-63.
Prin creșterea temperaturii de recoacere la 450 ° C și mai importante schimbări în structura și proprietățile oțelului călit datorită particulelor de cementită: particule fine par să fuzioneze cu mai mari. Acest proces este numit cementită de coagulare. La o temperatură de călire de peste 450 ° C, particulele de cementită devenit atât de mari încât acestea să poată fi distinse cu ușurință prin observarea la microscop. O astfel de structură de ferită-cementita obținută prin călire și revenire la această temperatură, denumit sorbitom.Takim mod sorbitol troostite diferit numai prin aceea că particulele de cementită în ea mai mare. sorbitol duritate aproximativ HRC 30-45.
Dacă vom crește acum temperatura de revenire la 600 până la 650 ° C, particulele de cementită mărită astfel încât prin referire la structura va fi mai aproape de perlit normale, care a fost înainte de întărire. Cu toate acestea, vor exista diferente de perlit, obținute după călire și revenire, va avea o structură mai uniformă fin dispersată. Acest lucru îmbunătățește proprietățile oțelului și, prin urmare combinația de călire și revenită este nazvanieuluchsheniya.
Cazare din oțel călit în intervalul de temperatură 300-450 ° C sunt numite medii și călire, la o temperatură de 500-600 ° C - ridicată.
În cazul în care concediul intarit structura medie din oțel troostite este format și oțelul devine proprietăți mai elastice. Prin urmare, un astfel de concediu este utilizat pentru oțelurile de procesare de primăvară,.
La un concediu ridicat de sorbitol format structură. Acest lucru reduce semnificativ duritatea oțelului, dar crește substanțial rezistența vâscozității și a impactului (duritate). Mai mult, deoarece studiile menționate, la temperaturi ridicate de călire este aproape complet (90-95%) elimina tensiunile interne, deci este folosit pentru multe părți critice și instrumente care funcționează sub sarcină dinamică: arbori, biele, etc. ciocan moare.
Cu toate acestea, răcirea rapidă după sărbători mari, în special părți mari pot provoca tensiuni interne și, prin urmare, nu este întotdeauna acceptabil. In astfel de cazuri, o cantitate mică de tungsten sau din molibden din oțel administrată, și apoi tempereze fragilității chiar și sub răcire lentă după călire nu se produce.
aliaje de fier cu carbon, care conțin mai puțin de 2,14% carbon, cu un conținut scăzut de alte elemente, numite oțeluri carbon. oțel carbon cristalizarea completă a formării austenitei. In structura lor nu eutectic (ledeburită), prin care acestea au o ductilitate ridicată, mai ales atunci când este încălzit, și bine deformat.
Oțel electric are cele mai bune proprietăți, conținut mai net de impurități nocive - sulf și fosfor, precum și de gaz și incluziuni nemetalice. Este folosit pentru a face mai multe părți critice.
Oțel 08 are ductilitate bună în stare rece și este utilizat pentru piese fabricate prin ștanțare la rece. Otel 10, 15, 20 -nizkouglerodistye. Ele sunt bine forjate, sudate, cimentate, și utilizate pentru fabricarea de piese mici (role, piuliță, axa bucșei, și foile de tub prin sudură). Otel 45, 50, 55 este bine intarit si utilizate pentru producerea pieselor critice.
Fonta numite aliaje fier-carbon, care conțin mai mult de 2% carbon. Fonta are un proprietăți mecanice mai mici decât oțelul, dar mai puțin bine și turnate în articole de formă complexă. Există mai multe tipuri de fier.
Alb fonta. în care întreaga cantitate de carbon (. 2,0, 3,8%) este într-o stare legată sub formă de Fe3C (cementita), care determină proprietățile sale: duritate mare și friabilitate, o bună rezistență la uzură, prelucrabilitate slabă a sculelor așchietoare. Alb fonta folosite pentru a produce fontă cenușie sau ductilă și oțel.
Fontă cenușie conține carbon într-o stare legată doar parțial (nu mai mult de 0,5%). Restul carbonului din fontă este într-o stare liberă sub formă de grafit. incluziuni de grafit face fractura de culoare gri. Kink mai inchisa fonta este mai moale. formarea grafitului apare ca rezultat al tratamentului termic de fier alb, cementita când o parte într-un plastic se descompune și grafit moale fier prin Fe3C reacție
> - »- 3Fe - [- C. În funcție de structura predominantă de fontă cenușie pentru a distinge perlită, sau pe bază de ferritoperlitnoy ferită.
Proprietățile din fontă sunt dependente de modul de răcire și prezența unor impurități. De exemplu, mai mult siliciu, mai distins de grafit și pentru că fierul este mai moale. Fontă cenușie are o duritate moderată și este ușor de prelucrat cu instrumente de tăiere. Fontă cenușie, utilizate în construcții, trebuie să aibă o rezistență la tracțiune de cel puțin 120 MPa și o rezistență la încovoiere de 280 MPa.
Gray turnate elemente de construcție de fier, care funcționează bine în conducte coloane de compresie, perne, bocanci, tuburi, radiatoare, apă și canalizare, dale pentru pardoseli, rama si carcasa detalistankov, cap și pistoanele de motoare, angrenaje și alte piese.
Ductil de fier a fost preparat după recoacere prelungită din fontă albă la temperaturi ridicate, când cementita este aproape complet descompus cu eliberarea de carbon liber în bază de ferită sau perlitei. incluziuni de carbon au o formă rotunjită. Spre deosebire de fontă ductilă gri sunt mai puternice și mai maleabil și mai ușor de manevrat.
Mare (modificat) este semnificativ superioară fonte convenționale sunt gri în putere și au unele proprietăți din plastic. Acestea sunt utilizate pentru piese turnate piese critice.
Când testați fonte gri și ductile definesc rezistența la tracțiune, încovoiere și compresiune, iar când au fost testați din fontă ductilă - rezistență la tracțiune, alungire și duritate.
Atunci când marcarea fontă cenușie și exemplul SCH12-28 modificat, primele două cifre indică rezistența la tracțiune, următoarele două - final rezistență la încovoiere.
10. oțel aliat numit, în care, în plus față de fier și de carbon este introdus dopants pentru a da oțelurile proprietăți speciale. Principalele elemente de aliere includ Mn, Si, Cr, Ni, Mo W., Co, Ti, V, Zr, Nb și altele.
elemente de aliere au efecte diferite asupra proprietăților oțelului.
Manganul mărește rezistența, rezistența la uzură și hardenability a oțelului, la adâncimea de tratament termic.
Siliciul contribuie la obținerea unei structuri mai omogene, un efect pozitiv asupra caracteristicilor elastice ale oțelului. Siliciul contribuie la tranziția magnetică, iar când conținutul său într-o cantitate de 15-20% dă rezistența acidă a oțelului.
Cromul crește duritatea, rezistența, iar tratamentul termic crește adâncimea hardenability are un efect pozitiv asupra rezistenței la căldură, rezistența la căldură, rezistența la coroziune îmbunătățește.
Nichel, de asemenea, acționează ca mangan. În plus, crește rezistența electrică și scade coeficientul de dilatare liniară.
Tungsten reduce dimensiunea granulelor, crește duritatea și rezistența, îmbunătățește proprietățile de tăiere la temperatură ridicată.
Molibdenul și acționează ca tungsten, precum și îmbunătățește rezistența la coroziune.