Презентация термическая обработка металлов и сплавов

Обновлено: 02.05.2024

Термическая обработка Термическая обработка – это технологический процесс, состоящий из операций нагрева, выдержки и охлаждения изделий из металлов и сплавов. Цель термической обработки металлов изменить структуру, а значит и свойства металлов и сплавов Различают: 1 - термическую обработку (ТО) 2 – термомеханическую (ТМО) 3 – химико –термическую (ХТО)

Термическая обработка - один из эффективных и экономичных методов упрочнения металлов и металлических сплавов

Оборудование для ТО

Температурный режим отжига

Отжиг позволяет уменьшить твердость перед механической обработкой

Нормализация Нормализацией называют процесс термической обработки, проводимый для улучшения обрабатываемости стали резанием, исправления структуры сварных швов и структуры стали. Сталь нагревают до температуры на 30 - 50 0 С выше критических точек Ас з (для доэвтектоидной стали) или Ас т (для заэвтектоидной стали) с последующим охлаждением на воздухе. Цель нормализации получить прочность больше чем после отжига.

Интервал закалочных температур

Структуры стали в процессе закалки

Положение деталей при погружение в закалочную среду

Виды закалки Закалка полная и неполная Закалка в одном охладителе Закалка в двух средах Закалка ступенчатая Закалка изотермическая Закалка с само-отпуском

Термическая обработка ТВЧ

Закалка быстрорежущих сталей

Виды отпуска Низкий отпуск: температура нагрева 100 – 150 градусов Средний отпуск: 300 – 400 градусов Высокий – 500-600 градусов Отпуск также снижает внутреннее напряжение металла после закалки

Домашнее задание Ю.П. Солнцев Материаловедение: стр 159-179, читать и описать температурный режим диффузионного отжига для стали 65Г Назначить закалку для детали ось из материала марки сталь 45, определить температуру нагрева, вид отпуска

По теме: методические разработки, презентации и конспекты


Дефекты термической обработки стали

Презентация к УД "Основы материаловедения", тема "Дефекты термической обработки стали".

Химико-термическая обработка стали

Презентация к уроку "Основы материаловедения", тема "Химико-термическая обработка сталей".

Термическая обработка сталей

Презентация к УД "Основы материаловедения", тема "Термическая обработка сталей".


КОС по английскому языку по специальности: "Металловедение и термическая обработка"

Комплект контрольно-оценочных средств содержит паспорт контрольно- оценочных средств, материалы для оценки сформированности элементов общих компетенций по учебной дисциплине « Английский язык», средст.

Урок по материаловедению тема: Химико- термическая обработка

Химико-термическая обработка. Печи для проведения химико-термической обработки, режимы и краткое описание процесса.


Тесты по теме Термическая обработка

Презентация по теме "Термическая обработка" помогает доступно и наглядно обьянить обучающимся о всех операциях термической обработки.


Листы рабочей тетради по теме "Термическая обработка"

Представлены рабочие листы по дисциплине "Материаловедение", тема - "Термическая обработка". Основы термической обработки сложны для понимания студентов, объем материала большой, а.

Основы термической обработки металлов и сплавов

1. основы термической обработки металлов и сплавов

2. Сущность термической обработки

Основы термической обработки металла
заложены в конце XIX века русским
металлургом Д.К.Черновым. Наблюдая
изменения, происходящие о внутреннем
строении стали при ее нагревании и
охлаждении, Чернов пришел к выводу,
что эти изменения можно использовать
в практических целях и управлять ими.
Устанавливая режим нагревания и
охлаждения, можно тем самым
изменять некоторые свойства металлов.

3. Сущность термической обработки

Термическая обработка стали основана на
свойстве металлов изменять свою структуру при
нагревании и охлаждении. Путем термической
обработки стали можно придавать ей различные
свойства: сделать стальное изделие хрупким и
твердым или, наоборот, мягким и пластичным.
Термическая обработка стали заключается в
нагревании
изделия
или
заготовки
до
определенной температуры, некоторой выдержки
при этой температуре и последующим охлаждении
с определенной скоростью.

4. Сущность термической обработки

Режим нагревания, выдержки и охлаждении
зависит от того, из какой марки получено
изделие, формы и размеров изделия и других
причин.
Чтобы избежать брака при термообработки и
добиться определенного режима, необходимо
регулировать температуру нагрева изделия.
Наблюдение за температурой в нагревательных
печах ведут при помощи термопар и
гальванометра.

5. Сущность термической обработки

Температуру нагрева изделия можно также
определить по цветам побежалости и каления. При
нагревании
защищенного
изделия
на
его
поверхности образуется пленка окисла.
При увеличении температуры и длительности
нагрева толщина слоя пленки возрастает и цвет ее
изменяется. Цвета окисных пленок на стальных
изделиях при нагревании от 220⁰ до 350⁰
называются цветами побежалости.
При нагревании стали выше 530⁰ сталь начинает
светиться. С повышением температуры свечение
стали меняется. Цвета, принимаемые сталью при
нагревании выше 530⁰, называются цветами
каления.

6. Виды термической обработки стали

7. Отжиг

– термическая обработка, в результате которой
металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к
равновесной. Отжиг вызывает разупрочнение металлов,
сопровождающееся повышение пластичности и снятием
остаточных напряжений.
Отжиг заключается в нагреве изделий до определенной
температуры, выдержке их при данной температуре с
последующим медленным охлаждением вместе с печью. При
этом заготовки или изделия получают устойчивую структуру
без остаточных напряжений.
Цели отжига – снятие внутренних напряжений, устранение
структурной и химической неоднородности, снижение
твердости и улучшение обрабатываемости, подготовка к
последующей операции термообработки.

8. Отжиг стали

проводят для получения требуемой равновесной
структуры с минимальной твердостью, с целью дальнейшей
обработки получаемых деталей резанием. Изделие нагревают
до нужной температуры и охлаждают вместе с печью.
Области нагрева стали при
отжиге: 1 – диффузионном; 2
– рекристаллизационном; 3 –
для снятия напряжений; 4 –
полном; 5 – неполном; 6 –
нормализационном.
Структурные превращение в
эвтектоидной стали при
полном отжиге

9. Закалка

ЗАКАЛКА – заключается в нагревании стального
изделия до определенной температуры, выдержки
и быстром охлаждении.
Цель закалки состоит в том, чтобы зафиксировать при
более низкой температуре высокотемпературные
структурные составляющие или продукты их
распада.

10. Закалка

Скорость охлаждения зависит от охлаждающей среды.
Распространенной охлаждающей жидкостью является
вода. Кроме воды, для охлаждения при закалке
применяют ряд растворов, масло, расплавленный
свинец и др. Выбор охлаждающей среды зависит от
содержания углерода в стали. Сталь, содержащая
углерода 0,9%, требует наименьшей скорости закалки.
Стали Ст.1, Ст.2, Ст.3, 10 и 15 закалки не подвергают.
Легированные стали закаливают маслом.
Закалку применяют для повышения твердости,
прочности и износостойкости.
Для предупреждения трещин и коробления длинные
изделия (зубила, сверла) следует погружать в
охлаждающую жидкость вертикально, а после
погружения перемещать вверх и вниз.

11. Закалка

Сталь различного состава при одинаковом режиме
закалки имеет неодинаковую толщину закаленного
слоя. В изделиях большой толщины скорость
охлаждения внутренних и поверхностных слоев
различна.
Способность стали закаливаться на большую или
меньшую глубину называется прокаливаемостью.
Наименьшей
прокаливаемостью
обладают
углеродистые стали.

12. Способы закалки

Закалка в одном охладителе — нагретую до определённых
температур деталь погружают в закалочную жидкость, где
она остаётся до полного охлаждения. Этот способ
применяется при закалке несложных деталей из
углеродистых илегированных сталей.
Прерывистая закалка в двух средах — этот способ
применяют при закалке высокоуглеродистых сталей.
Деталь сначала быстро охлаждают в быстро охлаждающей
среде (например воде), а затем в медленно охлаждающей
(масло).
Струйчатая закалка заключается в обрызгивании детали
интенсивной струёй воды и обычно её применяют тогда,
когда нужно закалить часть детали. При этом способе не
образуется паровая рубашка, что обеспечивает более
глубокую прокаливаемость, чем простая закалка в воде.
Такая закалка обычно производится в индукторах на
установках ТВЧ (токи высокой частоты).

14. Закалка в одном охладителе

15. Струйная закалка

16. Способы закалки

Ступенчатая закалка — закалка, при которой деталь
охлаждается в закалочной среде, имеющей температуру выше
мартенситной точки для данной стали. При охлаждении и
выдержке в этой среде закаливаемая деталь должна
приобрести во всех точках сечения температуру закалочной
ванны. Затем следует окончательное, обычно медленное,
охлаждение, во время которого и происходит закалка, то есть
превращение аустенита в мартенсит.
Изотермическая закалка. В отличие от ступенчатой при
изотермической закалке необходимо выдерживать сталь в
закалочной среде столько времени, чтобы успело закончиться
изотермическое превращение аустенита.
Лазерная закалка. Термическое упрочнение металлов и
сплавов лазерным излучением основано на локальном
нагреве участка поверхности под воздействием излучения и
последующем охлаждении этого поверхностного участка со
сверхкритической скоростью в результате теплоотвода
теплоты во внутренние слои металла. В отличие от других
известных процессов термоупрочнения ( закалкой токами
высокой частоты, электронагревом, закалкой из расплава и
другими способами ) нагрев при лазерной закалке является не
объемным, а поверхностным процессом.

17. Лазерная закалка

18. Отпуск

ОТПУСК – заключается в нагреве закаленной
стали до определенной температуры (ниже
723), выдержке при этой температуре и
охлаждении; проводится сразу после
закалки.
Закалка и последующий отпуск при высокой
температуре называют термическим
улучшением. При этом механические свойства
стали становятся наиболее высокими.

19. Отпуск

Термическую обработку легированных
сталей производят с учетом влияния
легирующих элементов (хрома, никеля,
марганца и т.д.). Скорость охлаждения
легированных сталей ниже, чем
углеродистых.

20. Нормализация

Нормализация. Изделие нагревают до аустенитного
состояния (на 30…50 градусов выше АС3) и охлаждают на
спокойном воздухе
Структура низкоуглеродистой стали после нормализации
феррито-перлитная, такая же, как и после отжига, а у
средне- и высокоуглеродистой стали —сорбитная. В
некоторых случаях нормализация может заменить для
низкоуглеродистой стали отжиг, а для
высокоуглеродистой — улучшение(закалку с
высоким отпуском). Часто нормализацию используют для
подготовки стали к закалке. Нормализация обеспечивает
большую производительность и лучшее качество
поверхности при обработке резанием

21. Криогенная обработка или обработка холодом

Чтобы повысить механические свойства
стали ее обрабатывают холодом. Сталь
охлаждают в специальных холодильных
установках до температуры от -20 до 100 с выдержкой около 1,5 часов.
Охлаждающими жидкостями являются:
жидкий воздух, азот, смесь твердой
углекислоты
с
денатурированным
спиртом.
После выдержки производят отпуск. В
результате такой обработки твердость
изделия
значительно
повышается,
улучшается его износоустойчивость.
Обработку холодом применяют главным
образом для режущих инструментов.

22. Старение

стали — изменение свойств материала
(стали), протекающее во времени без заметного
изменения микроструктуры. Такие процессы происходят
главным образом в низкоуглеродистых сталях (менее
0,25 % С).
При старении за счёт скопления
атомов углерода на дислокациях или
выделения избыточных фаз
и феррита (карбидов, нитридов)
повышаются прочность, порог
хладноломкости и снижается
сопротивление хрупкому разрушению.
Склонность стали к старению
снижается при легировании её
алюминием, титаном или ванадием.

23. Термическое старение

При ускоренном охлаждении с 650—700 °C в
низкоуглеродистой стали задерживается
выделение третичного цементита и при
нормальной температуре фиксируется
перенасыщенный раствор (феррит). При
последующей выдержке стали при нормальной
температуре или при повышенной 50—150 °C
происходит образование атмосфер Коттрелла
или распад твёрдого раствора с выделением
третичного цементита (ε-карбида) в виде
дисперсных частиц. Старение технического
железа (стали) также может быть вызвано
выделением твёрдых частиц нитрида
Fe16N2 или Fe4N

24. Механическое старение

Это процесс, протекающий после пластической
деформации, если она происходит ниже
температуры рекристаллизации. Такое старение
развивается в течение 15—16 суток при комнатной
температуре и в течение нескольких минут при
200—350 °C. При нагреве деформированной стали
возможно образование частиц карбидов и
метастабильной нитридной фазы Fe16N2 или
стабильного нитрида Fe4N. Развитие
деформационного старения резко ухудшает
штампуемость листовой стали, поэтому многие
углеродистые стали подвергают обязательно
испытаниям на склонность их к деформационному
старению.

Термическая обработка металлов и сплавов

Человек
металлов
эпоху
использует
с
термическую
древнейших
Энеолита,
применяя
времён.
обработку
Ещё
холодную
в
ковку
самородных золота и меди, первобытный человек
столкнулся с явлением Наклепа, которое затрудняло
изготовление изделий с тонкими лезвиями и острыми
наконечниками, и для восстановления пластичности
кузнец должен был нагревать холоднокованую медь в
очаге.

Классификация видов термической обработки основывается на том,
какого типа структурные изменения в металле происходят при тепловом
воздействии.
Термическая обработка металлов подразделяется на:
-
собственно
термическую,
заключающуюся
только
в
тепловом воздействии на металл;
-
химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое
воздействия;
-
термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и
пластическую деформацию.

Собственно, термическая обработка включает
следующие виды:
1) отжиг 1-го рода,
2)отжиг 2-го рода,
3) закалку без полиморфного превращения
4) закалку с полиморфным превращением,
5) старение
6) отпуск.

Отжиг 1-го рода частично или
полностью устраняет отклонения от
равновесного состояния структуры,
возникшие при литье, обработке
давлением, сварке и др.
технологических процессах. В
зависимости от того, какие
отклонения от равновесного
состояния устраняются, различают
разновидности отжига 1-го рода.
Гомогенизационный отжиг
предназначен для устранения
последствий дендритной ликвации.
Рекристаллизационный отжиг
устраняет отклонения в структуре от
равновесного состояния,
возникающие при пластической
деформации.

Отжиг 2-го рода применим только к
тем металлам и сплавам, в которых при
изменении температуры протекают фазовые
превращения.
происходят
При
отжиге
качественные
2-го
или
рода
только
количественные изменения фазового состава
(типа и объёмного содержания фаз) при
нагреве
и
обратные
изменения
при
охлаждении. Основные параметры такого
отжига
—
температура
нагрева,
время
выдержки при этой температуре и скорость
охлаждения. температуру и время отжига
выбирают
необходимые
так,
чтобы
фазовые
обеспечить
изменения.
При
отжиге 2-го рода изделия охлаждают вместе с
печью или на воздухе.

Закалка
без
полиморфного
превращения применима к любым сплавам, в которых
при
нагревании
избыточная
фаза
полностью
или
частично растворяется в основной фазе. Важнейшие
параметры процесса — температура нагрева, время
выдержки и скорость охлаждения. Скорость охлаждения
должна быть настолько большой, чтобы избыточная
фаза не успела выделиться (процесс выделения фазы
обеспечивается диффузионным перераспределением
компонентов в твёрдом растворе). В результате закалки
образуется пересыщенный твёрдый раствор. Закалка
без полиморфного превращения может как упрочнять,
так и разупрочнять сплав (в зависимости от фазового
состава и особенностей структуры в исходном и
закалённом состояниях). Основное назначение закалки
без полиморфного превращения — подготовка сплава
к старению.

Закалка с полиморфным превращением применима к любым
металлам
и
сплавам,
в
которых
при
охлаждении
перестраивается
Кристаллическая решётка. Основные параметры процесса — температура
нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. Нагрев производят до
температуры выше критической точки, чтобы образовалась высокотемпературная
фаза. Охлаждение должно идти с такой скоростью, чтобы не происходило
«нормального» диффузионного превращения и перестройка решётки протекала
по механизму бездиффузионного мартенситного превращения.
При закалке с полиморфным превращением образуется Мартенсит, и
поэтому такую термообработку называют закалкой на мартенсит. Углеродистые
стали закаливают на мартенсит в воде, а многие легированные, в которых
диффузионные
процессы
протекают
замедленно,
можно
закаливать
на
мартенсит с охлаждением в масле и даже на воздухе. Основная цель закалки на
мартенсит — повышение твёрдости и прочности, а также подготовка к отпуску.

Старение
полиморфного
применимо
к
превращения.
сплавам,
которые
Пересыщенный
были
твёрдый
подвергнуты
раствор
в
закалке
таких
без
сплавах
термодинамически неустойчив и склонен к самопроизвольному распаду. Старение
заключается в образовании путём диффузии внутри зерен твердого раствора участков,
обогащенных растворённым элементом и (или) дисперсных частиц избыточных фаз,
чаще всего химических соединений. Эти зоны и дисперсные частицы выделившихся фаз
тормозят скольжение дислокаций, чем и обусловлено упрочнение при старении.
Основные параметры старения — температура и время выдержки. С повышением
температуры ускоряются диффузионные процессы распада пересыщенного твёрдого
раствора, и сплав быстрее упрочняется. Начиная с определённой выдержки, при
достаточно высокой температуре происходит перестаривание — снижение прочности
сплава. Старение применяют главным образом для повышения прочности и твёрдости
конструкционных материалов (алюминиевых, магниевых, медных, никелевых сплавов и
некоторых легированных сталей), а также для повышения коэрцитивной силы магнитнотвёрдых материалов. Время выдержки для достижения заданных свойств в зависимости от
состава сплава и температуры старения колеблется от десятков мин до нескольких сут.

Отпуску подвергают сплавы, главным образом стали, закалённые на мартенсит.
Основные параметры процесса — температура нагрева и время выдержки, а в
некоторых случаях и скорость охлаждения.

Отличие отпуска от старения связано прежде всего с особенностями субструктуры
мартенсита, а также с поведением углерода в мартенсите закалённой стали. Для
мартенсита характерно большое число дефектов кристаллического строения. Атомы
углерода быстро диффундируют в решётке мартенсита и образуют на дислокациях
сегрегации, а возможно и дисперсные частицы карбида сразу после закалки или даже
в период закалочного охлаждения. В результате закалённая сталь оказывается в
состоянии максимального дисперсного твердения или в близком к нему состоянии.
Поэтому при выделении из мартенсита дисперсных частиц карбида во время отпуска
прочность и твёрдость стали или вообще не повышаются, или достигается лишь
незначительное упрочнение. Уменьшение же концентрации углерода в мартенсите при
выделении из него карбида является причиной разупрочнения мартенсита. В итоге отпуск
сталей, как правило, приводит к снижению твёрдости и прочности с одновременным
ростом пластичности и ударной вязкости. Отпуск безуглеродистых железных сплавов,
закалённых на мартенсит, может приводить к сильному дисперсионному твердению изза выделения из пересыщенного раствора дисперсных частиц интерметаллических
соединений. Термины «отпуск» и «старение» часто используют как синонимы.

Термическая обработка, вызывая разнообразные
по
природе
структурные
изменения,
позволяет
управлять строением металлов и сплавов и получать
изделия с требуемым комплексом механических,
физических и химических свойств. Благодаря этому,
а
также
простоте
термическая
и
дешевизне
обработка
оборудования
является
самым
распространённым в промышленности способом
изменения свойств металлических материалов.

Гомогенизационный
отжиг
+
старение
Например, для суперсплавов на базе никеля (типа «Инконель 718») типичной является
следующая
термическая
обработка:
Гомогенизация структуры и растворение включений
охлаждением. Затем производится
при 768—782 °C с ускоренным
двухступенчатое старение
— 8 часов при
температуре 718 °C, медленное охлаждение в течение 2 часов до 621—649 °C и выдержка
в
течение
Закалка
8
часов.
+
Затем
следует
высокий
ускоренное
отпуск
охлаждение.
(улучшение)
Многие стали проходят упрочнение путём закалки — ускоренного охлаждения (на
воздухе, в масле или в воде). Быстрое охлаждение приводит, как правило, к образованию
неравновесной
отличается
мартенситной
высокой
структуры.
твёрдостью,
Сталь
непосредственно
после
закалки
остаточными
напряжениями,
низкой пластичностью и вязкостью. Так, сталь 40ХНМА (SAE 4340) сразу после закалки
имеет твёрдость выше 50 HRC, в таком состоянии материал непригоден для дальнейшего
использования из-за высокой склонности кхрупкому разрушению. Последующий отпуск
— нагрев до 450 °C — 500 °C и выдержка при этой температуре приводят к уменьшению
внутренних напряжений за счёт распада мартенсита закалки, уменьшения степени
тетрагональности его кристаллической решётки (переход к отпущенному мартенситу).
При этом твёрдость стали несколько уменьшается (до 45 — 48 HRC). Подвергаются
улучшению стали с содержанием углерода 0,3 — 0,6 % C.

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Пластическую деформацию в зависимости от температурного интервала, в котором она проходит
подразделяют на холодную – ниже 0,25…0,3 Тпл, тёплую – от 0,25…0,3 Тпл до 0,5…0,6 Тпл и
горячую – выше 0,5…0,6 Тпл.

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (ХТО) ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ
СПЛАВОВ
ХТО – сочетание теплового и химического воздействия на материал с целью
изменения состава, структуры и свойств поверхностных слоёв изделий путём
диффузионного насыщения их металлами и неметаллами из внешней активной
среды
Влияние времени насыщения (а), температуры (б) и концентрации диффундирующего элемента (в) на
толщину диффузионного слоя

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
Цементация – процесс насыщения поверхности сплавов углеродом при
температурах 910-1050С.
Азотирование – диффузионное насыщение поверхности сплавов азотом в
парах аммиака при температурах 500-700С.
Цианирование и нитроцементация – совместное насыщение
поверхности изделий углеродом и азотом в расплавленной цианистой соли
(цианирование) или в газовой смеси, состоящей из науглероживающего
газа и аммиака (нитроцементация).
Алитирование
–
диффузионное
насыщение
алюминием
порошкообразных смесях или расплаве при т-ре 900-1050С).
(в
Хромирование – диффузионное насыщение хромом (в порошкообразных
смесях хрома или феррохрома с добавками хромистого аммония и окиси
алюминия при т=рах 1000-1050С.
Силицирование, борирование – диффузионное насыщение кремнием и
бором, соответственно, для придания высокой коррозионной и
износостойкости.

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
цементация
Зависимость средних скоростей
газовой цементации
низкоуглеродистых сталей от
температуры и толщины слоя

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
цементация
Схема структуры цементованного слоя в стальном изделии

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
азотирование, цианирование, нитроцементация
Зависимость толщины
цианированного слоя от
продолжительности процесса
при температурах 940С (1) и
860С (2)

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
азотирование, цианирование, нитроцементация
Зависимость сопротивления усталости стальных
деталей при контактном нагружении от твёрдости
поверхностных слоёв. Материалы деталей и способы
их упрочнения:
1 – углеродистые и легированные стали,
2 – поверхностная закалка с газопламенным или
индукционным нагревом, объёмная закалка + отпуск,
3 – азотирование,
4 – цементация и нитроцементация, закалка + низкий
отпуск

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
диффузионное насыщение металлами и неметаллами

Облучение паянных образцов ВТИП
Схема импульсной плазменной установки
“Десна-М”
мощность потока: W = 5 МВт/м2
число импульсов: N = 2
длительность импульса: ~ 20 мкс
трещина
БрХЦр
отсутстви
е трещин
БрХЦр
БрНХК

Семинар 5
Литьё металлов и сплавов
Процесс
литейного
производства
включает
изготовление
моделей
и
стержневых
ящиков,
изготовление форм и стержней,
плавку и доводку металла, сборку
литейных форм и заполнение их
металлом, выбивку, обрубку и
очистку
отливок,
контроль
качества отливок, исправление
брака и окраску.

Литьё металлов и сплавов
Все способы получения литых заготовок можно разделить на три группы: 1.
Изготовление отливок в разовых формах, выдерживающих однократное заполнение
металлом: литье в сухие и сырые песчаные формы; литье в оболочковые (корковые)
формы; литье по выплавляемым моделям (точное литье); литье по газифицируемым
(выжигаемым) моделям; литье по растворяемым моделям и др. 2. Изготовление отливок в
многократных (постоянных) формах, выдерживающих многократное заполнение
металлом: литье центробежным способом; литье в кокиль (металлическую форму); литье
под давлением; литье выжиманием; литье намораживанием; непрерывное литье, жидкая
штамповка и др. 3. Изготовление отливок в комбинированных и полупостоянных формах,
изготовляемых из металла со сменными песчаными стержнями или из огнеупорных
материалов: литье в облицованный кокиль; литье в кокиль со сменным стержнем;
центробежное литье в футерованную изложницу или со стержневой вставкой; литье в
формы из огнеупорных материалов (шамотные, керамические, асбестно-цементные,
графитовые).
Формовочные смеси для обычной ручной и машинной формовки состоят из
песка (основа смеси), связующих (глина, вода), противопригарных добавок (молотый
каменный уголь, пылевидный кварц, маршаллит, мазут), добавок, повышающих
податливость и газопроницаемость смеси (древесные опилки, лигносульфонит), которые
при соприкосновении с жидким металлом выгорают, образуя в смеси поры.
Стержневые смеси состоят в основном из песка и связующих веществ
(высыхающих – льняное масло, поливиниловый спирт, лигносульфонит; склеивающих –
сульфатный щёлок, декстрин, лигносульфонит; затвердевающих – торфяной и древесный
пек, канифоль).

Литьё металлов и сплавов
Кокиль — это металлическая разъемная или неразъемная, многократно
используемая литейная форма, изготовляемая из чугуна, стали, алюминиевых
сплавов с анодированной поверхностью или меди.
Кокиль: 1,4 – матрицы, 2 – воронка литниковой
системы, 3 – песчаный стержень

Литьё металлов и сплавов
Литье под давлением — это процесс получения отливок в металлических
формах, называемых пресс-формами, в которые расплавленный металл
поступает через литниковую систему под высоким давлением.

Литьё металлов и сплавов
Центробежное литье — это способ получения литых заготовок во вращающихся
металлических формах-изложницах, рабочая поверхность которых покрыта огнеупорной
краской или футерована огнеупорной смесью, внутрь которых заливается расплавленный
металл.

Литьё металлов и сплавов
Схеме процесса изготовления
отливок по выплавляемым
моделям:
а – изготовление модели;
б – изготовление формы;
в – заливка формы сплавом;
1 – отливка, 2 – пресс-форма
для модели
Отливки по выплавляемым моделям: материал модели - парафин, стеарин,
канифоль, воск и другие материалы с температурой плавления 50—80°С.

Обработка металлов давлением
Основные процессы:
прокатка, волочение, прессование, ковка, объемная и листовая штамповка
Пластическая деформация металла может быть холодной или горячей. В результате
холодной деформации прочностные свойства металла и твердость с ростом степени
деформации увеличиваются, а его пластические свойства уменьшаются, структура металла
становится мелкозернистой и полосчатой (строчечной). При горячей обработке давлением в
металле протекают одновременно процессы упрочнения и разупрочнения. Скорость процесса
разупрочнения, вызванного рекристаллизацией, обычно превышает скорость процесса
упрочнения.
Схема
высокотемпературной
(а) и
низкотемпературной
(б) термомеханической
обработки

Обработка металлов давлением
Прокатка — процесс, при котором слиток или заготовка под действием сил
трения втягивается в зазор между вращающимися валками прокатного
стана и пластически деформируется ими с уменьшением сечения. Основные
виды прокатки следующие: продольная, поперечная и поперечно-винтовая.
Схемы рабочих клетей прокатных станов: а-двухвалковые (дуо), б-трёхвалковые
(трио), в-четырёхвалковые (кварто), д,е-многовалковые, ж-универсальные

Обработка металлов давлением
При продольной прокатке валки
вращаются в разные стороны, а
заготовка
перемещается
перпендикулярно к осям валков,
обжимается
с
уменьшением
площади поперечного сечения и
увеличением длины.
При поперечной прокатке валки с параллельными
осями вращаются в одну сторону, приводя во
вращательное
движение
заготовку,
которая
пластически деформируется вдоль валков.

Обработка металлов давлением
При поперечно-винтовой прокатке валки расположены под углом и, вращаясь
в одну сторону, придают заготовке одновременно вращательное и
поступательное движения, вследствие чего заготовка втягивается в зазор
между валками.
Схемы поперечно-винтовой (косой) прокатки на станах с различными валками:
а) бочкообразными, б) дисковыми, в) грибовидными

Обработка металлов давлением
Волочение — процесс протягивания заготовки через постепенно сужающееся
отверстие в инструменте, называемом в о л о к о й. При этом поперечное сечение
заготовки уменьшается, а ее длина увеличивается. Волочение выполняют в
холодном состоянии.
Схема волочения сплошного
профиля
Схема волочения труб: а – на короткой неподвижной
оправке, б – на длинной движущейся оправке, в – на
плавающей оправке, г – без оправки

Обработка металлов давлением
Ковкой называют процесс горячей обработки давлением, при котором путем
многократного действия универсального подкладного инструмента или бойков металл
заготовки пластически деформируется, постепенно приобретая заданные форму,
размеры и свойства.
Операции свободной ковки: а – осадка, б- высадка, в – протяжка , г – рубка, д – прошивка,
е – раскатка, ж – гибка, з - кручение , и – кузнечная сварка

Обработка металлов давлением
Прессованием называют процесс выдавливания металла заготовки из замкнутой
полости инструмента — контейнера через отверстие матрицы с площадью меньшей,
чем площадь поперечного сечения заготовки.
Объемная штамповка — придание заготовке заданной формы и размеров путем
заполнения материалом рабочей полости штампа. Полость штампа, которую
заполняет металл при штамповке, называют ручьем.
Х о л о д н а я ш т а м п о в к а.
Выдавливание — образование заготовки путем пластического течения материала в
полости штампа. Материалом для выдавливания служат цветные металлы и сплавы,
а также стали в виде заготовок, изготовленных из сортового и листового проката.
Холодная высадка — образование местных утолщений на заготовках, например
головок заклепок.
Листовая штамповка — способ изготовления плоских и объемных тонкостенных
изделий из листов, полос или лент с помощью штампов на прессах или без их
применения (беспрессовая штамповка).
Схема прессования панели: 1 – матрица, 2 – контейнер, 3 – пуансон,
4 – заготовка, 5 – пресс-шайба, 6 – втулка, 7 – матрицедержатель,
8 – пресс-изделие

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ
Обработка металлов резанием – точение, сверление, фрезерование, строгание,
шлифование - предназначена для придания изделиям необходимой формы, размеров и качества
поверхности. Это достигается в большинстве случаев удалением лишнего металла (припуска) с
заготовок.
При точении заготовка совершает вращательное движение (движение резания), а
режущий инструмент (резец) поступательное вдоль оси заготовки (движение подачи).
При сверлении
в большинстве случаев режущему инструменту (сверлу) сообщаются
одновременно два движения: вращательное (движение резания) и прямолинейное
поступательное (движение подачи); при этом заготовка остается неподвижной в процессе
резания.
При фрезеровании режущий инструмент (фреза) получает вращательное движение
(движение резания), а заготовка — поступательное перпендикулярно оси вращения инструмента
(движение подачи).
При шлифовании режущий инструмент (шлифовальный круг) получает вращательное
движение (движение резания), а заготовка —круговую и прямолинейную подачи (при
шлифовании цилиндрических поверхностей) и прямолинейную подачу(при шлифовании
плоскостей).
При строгании на поперечно-строгальных станках прямолинейное возвратнопоступательное движение (движение резания) сообщается резцу, а движение подачи —
заготовке. При работе на продольно-строгальных станках движение резания сообщается
обрабатываемой детали, а движение подачи — резцу.

Термическая обработка
презентация к уроку по технологии на тему

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Термическая обработка металлов. Разработал учитель технологии высшей категории, Почетный работник Начального Профессионального Образования Российской Федерации МБОУ «СОШ № 7» г. Калуги Герасимов Владислав Александрович

Определение (записать в тетрадь). Термической обработкой называется совокупность операций на­грева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутрен­него строения и структуры.

Термическая обработка. Термическая обработка используется либо в ка­честве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств детали.

Термическая обработка . Общая длительность нагрева металла при термической обработке складывается из времени собственно нагрева до заданной температуры и времени выдержки при этой температуре. Время нагрева зависит от типа печи, размеров деталей, их укладки в печи;

Виды термической обработки

Отжиг. Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов , заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. (записать в тетрадь) При отжиге осуществляются процессы возврата ( отдыха металлов ), рекристаллизации и гомогенизации . Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений

Зака́лка. Зака́лка — вид термической обработки материалов (металлы, их сплавы, стекло), заключающийся в их нагреве выше критической температуры (записать в тетрадь) (температуры изменения типа кристаллической решетки, т. е. полиморфного превращения, либо температуры, при которой в матрице растворяются фазы, существующие при низкой температуре), с последующим быстрым охлаждением

О́тпуск металла. ОТПУСК металлов это термическая обработка закаленных сплавов (главным образом стали) - нагрев (ниже нижней критической точки), выдержка и охлаждение . (записать в тетрадь) Цель - оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости. Отпуск проводят с целью получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении приемлемого уровня его прочности. Для этого изделие подвергается нагреву в печи до температуры от 150—260 °C до 370—650 °C с последующим медленным остыванием .

Отпуск производят в печах шахтного типа, применяя при этом как воздушную среду, так и жидкие среды (масло, селитра и др.).

О́тпуск металла. Низкотемпературный отпуск проводится при температуре до 250 °С. Как правило, такому виду отпуска поддаются режущие и измерительные инструменты , изготовленные из низколегированных и углеродистых сталей. (записать в тетрадь)

О́тпуск металла. Среднетемпературный отпуск проводится при температуре 350-500 °С. Используется для термообработки пружин и рессор, а также для штампов. Среднетемпературный отпуск позволяет обеспечить достаточно высокие показатели упругости, выносливости и стойкости. Охлаждение после отпуска проводится в воде при температурах 400-500 °С , после чего возникают сжимающие остаточные напряжения, увеличивающие предел выносливости пружин. (записать в тетрадь)

О́тпуск металла. Высокотемпературный отпуск проводят при температурах 500—680 °С. В ходе высокотемпературного отпуска сохраняется высокая прочность, пластичность, а также максимальная вязкость. Высокотемпературному отпуску подвергаются детали, попадающие под ударные нагрузки - зубчатые колеса или валы . (записать в тетрадь)

Библиография И. И. Новиков. Термическая обработка А. П. Гуляев. Металловедение Суперсплавы II, Москва, «Металлургия», 1995 А. Ю. Маламут. Термопечи, Москва, 2010.

Конспект открытого занятия "Термическая обработка кожи. Изготовление цветов и листьев. Декоративное панно"

Конспект открытого занятия по художественной обработке кожи. Термическая обработка кожи.


Методическая разработка урока по технологии "Термическая обработка стали"
Тест на тему: классификация сталей. Термическая обработка сталей. Чертежи деталей, изготовленных на токарных и фрезерных станках.

Тест на тему: классификация сталей. Термическая обработка сталей. Чертежи деталей, изготовленных на токарных и фрезерных станках.


План конспект урока: Классификация сталей. Термическая обработка сталей.

План-конспект урока по технологии (Технический труд) на тему: Классификация сталей. Термическая об­работка сталей.


конспект урока "Классификация и термическая обработка сталей" 7 класс

План-конспект урока по технологии (мальчики) по теме "Классификация и термическая обработка сталей"Цель урока: Формирование знаний учащихся о металлургическом производстве, классификации и т.

Конспект урока по технологии для 7 класса на тему: "Классификация и термическая обработка сталей".

План-конспект урока по технологии 7 класс (мальчики) по теме "Классификация и термическая обработка сталей" Цель урока: формирование знаний учащихся о металлургическом производстве, кла.

Читайте также: