Ќазаќстан Республикасыныњ білім жєне ѓылым министрлігі

(ЖОО ішінде қолдануға)

Павлодар

УДК 621.789 (07)

ББК 34.621я7

И40


С. Торайғыров атындағы металлургия, машина жасау және көлік факультетінің кенесімен баспаға ұсынылған


Рецензенті:

техника ғылымдарының кандидаты, профессор Р.И. Сержанов

Құрастырушылар: Ж.М. Ықсан, А.В. Богомолов, А.В. Маздубай

И40 Илемді термиялық беріктендіру: зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар /құраст. Ж.М. Ықсан, А.В. Богомолов, А.В. Маздубай. – Павлодар, 2008. – 12 б.

УДК 621.789 (07)

ББК 34.621я7

Жоғары сапалы металл өнімдерін шығару елдің экономикалық жағдайына әсер ететін Қазақстан Республикасының стратегиялық міндеттерінің бірі болып табылады. Міндеттердің мұндай жағдайы әрқашан істе болатын факторлармен себептеледі:

• 
  экономикалық: кокс, кен, минералдар мен отындар қорының шектеулігі кезінде табиғи қорларды дұрыс пайдалану қажеттілігі, механикалық қасиеттері жоғары металл өнімдерін алу мен пайдалану мәселесін өткір қояды. Бұл машинажасау мен құрылысты шикізаттың сол мөлшерінен илеммен, қаңылтырмен және құбырлармен толық қамтамасыз етуге мүмкіндік береді;
  
• 
  техниканы озықтандыру: қайталанбас және ірігабаритті құрылыстарды, ядролық техниканы құру массалық өндірісті металл өнімдерінің физико-механикалық қасиеттерін жоғарлату үшін беріктендіру өңдеуін пайдалануды қажет етеді;
  
• 
  энергетикалық: деформациялық қыздырудың жылулығын пайдаланумен беріктендіру өңдеуі отынның үнемдеуіне, сонымен бірге сыртқы табиғи ортаның жағдайын жақсартуына әкеледі;
  
• 
  технико-экономикалық: құрылымды жеңілдету, сенімділік пен ұзақтылықты жоғарлату, шикізат пен отынды дұрыс пайдалану металлургия мен машинажасау салаларының одан әрі дамуына тұрақты талаптар болып табылады.
  

1. 
   Илемді термиялық беріктендіру үрдісімен танысу.
   
2. 
   Термиялық беріктендіру мен нәтижелерді өңдеу режімдерін таңдау бойынша тәжірибелік дағдыларды алу.
   
3. 
   Илем қатаңдығын анықтау және алынған нәтижелерді салыстыру.
   
4. 
   Арматуралық илемнің механикалық сипаттамаларына техникалық шарттармен және стандарттармен, сонымен бірге металл илемнің түржиынымен танысу.
   

- сортты илемнің үлгілері;

- қыздыру температурасы 1000⁰ С дейінгі муфельді пеш;

- суытқышы бар сыйымдылық;

- терможұп;

- сұйықтықты термометр;

- кемпірауыз;

- зімпара қағаз №5 МЕСТ 21344-79;

- алмазды конус түріндегі инденторы бар ТКП-1 типті Роквелл әдісі бойынша қаттылықты өлшеу үшін көшіру және стационарлы аспап.

3 Жалпы теориялық мағлұматтар

Дайындамалардан тетіктерді алу тәсілдерінің сан түрлілігі бір жағынан машиналар мен механизмдердің пайдаланушылық сипаттамаларын жоғарлатуға, кейбір жағдайларда бастапқы материалдың қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді, ал басқа жағынан тетіктерді алудың дұрыс және үнемді тәсілдерін таңдаған кезде үлкен қиыншылықтар туғызады.

Машинажасаудың дайын бұйымдарының сапасы, пайдаланушылық сенімділігі мен ұзақтылығы ең басынан металлургиялық өндірістің өнімі болып табылатын бастапқы материалдың сапасына байланысты.

Жоғарыда айтылған факторларды ескере отырып, жоғары сапалы дайындама өндірісінің өнімін шығаруды қамтамасыз ету үшін беріктендірілген металл өнімдерінің механикалық сипаттамасын анықтау тәсілі ұсынылады.

Металл сапасын жақсарту илемдегі дефицитті жабуда қара металлургияның мүмкіндіктерін жоғарлатады, яғни металл илемдеуде жоғары беріктендіру сипаттамалары бар металдың аз санында қажеттілікті қанағаттануды қаматамасыз етеді.

Термиялық өңдеу – бұйымға әдилеп температуралық-уақыт әсер ету операцияларының жиынтығы немесе қажетті бағытта құрылым мен қасиеттерін өзгерту мақсатымен оның бөлігі. Бұл әсер металл бұйымның химиялық, деформациялық, магнитті термиялық өңдеулермен үйлестірілуі мүмкін және келесі міндетті технологиялық операцияларды қамтиды:

1. 
   берілген температураға дейін қыздыру;
   
2. 
   бұл температурада ұстау;
   
3. 
   ережеленген режім бойынша суыту [3].
   

А_т – IIIС класына Ст5 маркалы кәдімгі сапалы көміртектендірілген болаттан жасалған сортты илемді термиялық беріктендіру 35ГС маркалы А – III класс төмен қоспаланған ыстықаунатылған арматуралық болатты алмастыруға мүмкіндік береді. 35ГС маркалы болатты жұмсақ және иілімді Ст5 алмастыру нәтижесінде илемдеудің технологиялық үрдісін өткізу жағдайлары жақсарады (білікшелердің тұрақтылығы, энергокүштік параметрлер және т.б.) [1].

Илемді қыздырудан термиялық беріктендіруді жүзеге асыру нәтижесінде арматура беріктіктің жоғарырақ класына (А-IV, А-V)сәйкес келетін деңгейіне дейін механикалық қасиеттерді (иілімділікті сақтау кезінде беріктік пен тұтқырлықты) жоғарлату мүмкіндігі бар.

Төмен көміртектендірілген болаттарды термиялық беріктендіруді жүзеге асыру үшін 500°С/с шамасында суытудың үлкен жылдамдықтары қажет. Осыған орай илем орнағының ағымында мартенситті айналудың соңында температураның тез жетуін қамтамасыз етеін суыту тәсілдері және сәйкес суыту құрылғыларының құрылымдары ұсынылады.

Берілген жағдайда илем қыздыруының жылуын пайдаланудан бұрын ыстық деформациядан кейін беріксіздендіру үрдістерінің жүруі аздап тоқтатылады, осыған байланысты алынатын қасиеттердің деңгейі бөлек қыздырумен термиялық өңдеу кезіндегіден жоғарырақ болады.

Үзілісті шынықтыру механизмі өздігінен босаңдатумен өткізілетіні зерттеу нәтижесінде анықталған. Бет қабаттары суда мартенситке шынықтырылады. Бұл қабаттың тереңдігі үлгінің суда суу уақытына байланысты. Бұдан кейін ауада суу кезінде ішкі қабаттардан сыртқы аймақтың қыздырылуы қамтамасыз етіледі, пайда болған мартенситтің босаңдатуы болып, нәтижесінде бүкіл қима бойымен біртексіз градиентті құрылым пайда болады.

Термиялық беріктендіру технологиясы біртексіз құрылымдық қимасында әртүрлі қышқылмен өңдеу сақиналар түріндегі өзектің қалыптасуына әсер етеді. Макроқұрылымның мұндай сипаты өздігінен босаңдатуы бар үзілісті шынықтыру үрдісінде аустениттің айналуының екі сұлбасына сәйкес келеді.

Макроқұрылым (1-сурет) термоберіктендірілген арматуралық болатта ауыспалы учаскісі бар сыртқы сақина мен ішкі шеңберді шығарады.[2]

1-сурет – Үлгі №3, болат Ст5cп х2 үлгісінен беріктендірілген арматуралық илемнің көлденең темплет