Ас1-первая критическая точка темно-вишневого каления 723о.
Ас3-вторая критическая точка красное каление 800о.
заключается в нагревании до температуры ниже критической, в выдержке при этой температуре для равномерного прогревания и медленном охлаждении вместе с печью. Такой отжиг применяется после холодной деформации стали, в результате которой зерна вытягиваются, в металле образуется напряженное состояние, твердость и прочность повышается, а пластичность понижается. Такое явление называют наклепом.
Чтобы повысить пластичность стали, ее нагревают до 600…700 градусов. В результате напряженное состояние металла снимается, зерна восстанавливают свою первоначальную, круглую и крупную форму и пластические свойства, происходит рекристаллизация. Наклеп снимается, повышается обрабатываемость, прочность снижается.
ОТЖИГ И НОРМАЛИЗАЦИЯ С ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ заключается в нагревании выше критической температуры на 30-50 (750-760) градусов, в выдержке при этих температурах и медленном охлаждении вместе с печью.
При нагреве до 1200о – пережог – начало оплавления, в среде содержащей кислород, ведет к окислению металла, он становится хрупким и непрочен, исправлению не поддается.
Цель такого отжига – снижение твердости стали, повышение пластичности и вязкости, улучшение обрабатываемости резанием и измельчение зерен металла. Структура стали, измельчается и механические свойства повышаются. Сохраняя пластичность, повышаем твердость.
НОРМАЛИЗАЦИЯ отличается от отжига тем, что охлаждение изделия осуществляется на воздухе, следовательно, быстрее, чем при отжиге.
Подвергаются штампованные и кованые изделия, сварочные швы трубопроводов, с целью снятия напряжения в сварочном шве или в местах штамповки. Металл получается более прочным и менее пластичным, чем при отжиге. Структура стали, получается, более мелкозернистая, поэтому механические свойства – твердость и прочность – будут выше.
ЗАКАЛКУ производят, чтобы повысить твердость стали, закалка заключается в нагревании изделий выше критической температуры (фазовых превращений ) на 30…50 градусов, в выдержке при этих температурах с последующим очень быстрым охлаждением.
После закалки получается структура пересыщенного углеродом железа, в результате чего повышается твердость. Такая структура называется мартенситом.
Скорость охлаждения обеспечивается охлаждающей средой. Например, все углеродистые стали охлаждают в воде. Легированные стали требуют меньшей скорости охлаждения, поэтому их охлаждают в масле.
ОТПУСК заключается в нагревании закаленной стали до температуры ниже критической, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении. Отпуск служит для снятия внутренних напряжений в изделии, которые возникают при закалке, а также для повышения пластических свойств изделий после закалки. Различают 3 вида отпуска: низкий средний и высокий.
Низкий – при температуре 200…250 градусов. Этому виду отпуска подвергают режущий инструмент для уменьшения хрупкости и снятия напряжений, при этом сохраняется высокая твердость
Средний отпуск – 400-450 градусов твердость понижается, а прочность и вязкость будут очень высокими.
Высокий отпуск – 600-650 градусов обеспечивает высокие пластические свойства, достаточно высокую прочность и небольшую твердость.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СЛЕСАРНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ.
Зубило изготавливают из инструментальной стали У7, У8. рабочую часть 25…30 мм нагревают до 760 градусов, опускают вертикально в воду перемещая вверх, вниз. Когда нагретая часть потемнеет, его вынимают, зачищают закаленную часть и наблюдают за изменением цвета, приблизительно определяя температуру. Проводят отпуск при температуре 200…250 градусов используя тепло, отдаваемое раскаленным концом зубила до появления светло-соломенного цвета.
Молоток - из стали У7. перед закалкой нагревают до 760…780, затем носок погружают в воду до прекращения кипения, затем боек погружают, когда вода перестанет кипеть опускают весь молоток. Отпуск не производят.
Кровельные ножницы из стали У8.. термическая обработка состоит из закалки и отпуска. Нагревают до780…800, затем их погружают вертикально в воду, быстро вынимают и переносят в муфельную печь или в масляную ванну для отпуска. Отпуск при 220 градусов ( светло-желтый цвет). Окончательно после отпуска лучше охлаждать в масле.
Шлямбур из отрезка стальной водогазовой трубы С2. С3 , которую подвергают цементации в расплавленном чугуне. Чугун скрепляется с коронкой и заваривает конец, происходит насыщение углеродом, затем конец закаливают в воде.
Цвета каления стали
| Температура, оС | Цвет каления | Температура, оС | Цвет каления |
| 550-580 | Темно-коричневый | 830-900 | Светло-красный |
| 580-650 | Коричнево-красный | 900-1050 | Оранжевый |
| 650-730 | Темно-красный | 1050-1150 | Темно-желтый |
| 730-770 | Темно-вишневый | 1150-1250 | Светло-желтый |
| 770-800 | Вишнево-красный | 1250-1300 | Ярко-белый |
| 800-830 | Светло-вишнево-красный |
Цвета побежалости углеродистой стали.
| Температура, оС | Цвет каления | Температура, оС | Цвет каления |
| Светло-желтый | Фиолетовый | ||
| Темно-желтый | Васильково-синий | ||
| Коричнево-желтый | Светло-синий | ||
| Коричнево-красный | Серый | ||
| Пурпурно-красный |
Химико-термическая обработка стали.
Химико-термической обработкой называется процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя деталей на небольшую глубину различными элементами (углеродом, азотом, хромом и др.) при нагревании. Насыщение поверхностного слоя деталей углеродом называют цементацией, азотом – азотированием, одновременно углеродом и азотом – нитроцементацией, металлом – диффузионной металлизацией.
ЦЕМЕНТАЦИЯ состоит в нагревании металлического изделия в среде, легко отдающей углерод ( древе6сный уголь, природные газы…). Цель – повысить твердость и износостойкость поверхности деталей. Подвергаются детали из малоуглеродистых сталей ( 0,1…0,3 % С ) марок 10, 15, 20 или легированных малоуглеродистых сталей 15Х, 20Х, 18ХГТ и др. валики, зубчатые колеса, поршневые пальцы кулачки, пальцы звеньев гусениц…
После цементации производят закалку изделия.
АЗОТИРОВАНИЕ осуществляется в среде газообразного аммиака при температурах 500…650 градусов. При которых аммиак NH3 разлагается на азот и водород 2NH3 ---2N + 6H. Образовавшийся атомарный азот проникает в поверхностный слой детали и образует с элементами и железом твердые соединения – нитриды Fe4N, Fe3N, Cr2N, AlN и др. В результате азотирования повышаются твердость, износостойкость, коррозионная стойкость поверхности детали. Азотированию подвергаются детали, изготовленные из среднеуглеродистых легированных сталей марок 35ХМЮА и 38ХМЮА. Твердость поверхности сохраняется при нагревании до 600…650 градусов. Азотированию подвергают шестерни, цилиндры, шейки коленчатых валов…
НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ – изделие нагревают в течении 2…10 ч при температуре 850…870 градусов в газовой смеси, состоящей из науглероживающего газа и аммиака.
Поверхностный слой изделия насыщается углеродом и азотом на глубину 0,25…1 мм . в результате повышаются твердость и износостойкость. После производят закалку.
ДИФФУЗИОННАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ – насыщение поверхностного слоя металлами (легирующими элементами ) – хромом, алюминием, кремнием, бором и др.
Цель – повышение жаростойкости, коррозионной стойкости, износостойкости и твердости.
При температуре 900… 1150 градусов. Изделия помещают в порошкообразные смеси железа с легирующими элементами. Для создания защитной от окисления среды в порошкообразные смеси добавляют хлорид аммония NY4Cl.
Продолжительность 6…12 ч. насыщение хромом – хромирование, алюминием – алитирование, кремнием – силицирование, бором – борирование.
Слесарное дело.
Слесарные инструменты.
Слесарный верстак– специальный стол 1000*800*800 мм, на котором выполняют слесарные работы. Каркас верстака сварной конструкции из чугунных или стальных труб, уголка. Столешницу изготавливают из досок 5-6 см, покрывают листовым железом толщиной 1-2 мм, линолеумом или фанерой. Кругом столешницу окантовывают бортиком, чтобы с неё не скатывались детали.
Внизу выдвижные ящики.
Тиски - высота губок до локтя согнутой руки. Бывают стуловые, параллельные поворотные и неповоротные, ручные. Служат для зажима обрабатываемой детали в нужном положении.
Стуловые - изготавливают из кованной стали. Имеют ширину губок 100,130,150,180 мм и раскрытие губок на 90, 130, 150, и 180 мм. Состоят из подвижной и неподвижной губок. Имеют лапу для крепления к столу. Губки сдвигаются вращением рычага с винтом имеющим прямоугольную резьбу, раздвигает пружина. Поверхности губок не параллельны и плохо зажимают, только верхней частью или нижней.
Поворотные параллельные - могут поворачиваться на любой угол. В корпусе неподвижной губки имеют сквозной прямоугольный вырез, в который помещена гайка зажимного винта. В вырез входит прямоугольный со сквозным отверстием призматический хвостовик подвижной губки. Зажимной винт пропущенный через отверстие в корпусе подвижной губки сжимает и разжимает губки. Неподвижная губка соединена с основанием центровым болтом, для поворота и закрепляется винтом.
Параллельные изготовлены из серого чугуна, болты и детали из конструкционной углеродистой стали, крепятся болтами через отверстия основания. К рабочим частям губок прикрепляют винтами стальные (У8) призматические губки с крестообразной насечкой. При зажиме можно помять и поцарапать деталь, поэтому рабочие части губок закрывают накладными пластинами из мягкой стали, латуни, или алюминия.
Ширина губок 60, 80, 100, 120, 140 и 180 мм. Раскрытие на 45, 65, 100, 140 и 180 мм.
Ручные для закрепления деталей небольших размеров которые неудобно или опасно держать руками. Ширина губок36, 40, 50 и 56 мм и раскрытием губок 5,5 и 6,5 мм. Как верх стуловых - две губки с винтом.
Не рекомендуется зажимать детали при очень большом разведении губок – можно согнуть винт. Использовать накладки. Стараться зажимать деталь по середине, а не с краев, чтоб губки не перекашивались.
Ручной инструмент:
- режущий – зубила, крейцмейсели, напильники, ножовки, сверла, цилиндрические и конические развертки, плашки, метчики, абразивные бруски, пасты.
- вспомогательный инструмент – слесарный и рихтовальный молотки, керн, чертилка, разметочный циркуль, плашкодержатель, вороток.
- слесарно-сборочный инструмент – отвертки, гаечные ключи, бородок, плоскогубцы, ручные тиски.
- измерительный и поверочный инструменты – масштабная линейка, рулетка, кронциркуль, нутромер, штангенциркуль, микрометр, угольники и малки, угломеры, поверочные линейки.
Бородок – применяется для пробивания отверстий в тонкой листовой стали для натяжки просверленных отверстий под заклепки, т.е. для установки одого отверстия против другого в соединяемых деталях, для выбивания забракованных заклепок, штифтов. Марка У7А, У8А. Рабочая часть закаливается на всю длину конуса.
Измерительные инструменты.
Требуемая точность измерений колеблется от 0,1 до 0,001 мм.
По методу измерения измерительные средства подразделяются на 4 основные группы:
Инструменты с непосредственным отсчетом измеряемого размера. К ним относятся штриховые меры длины, штангенинструменты, имеющие шкалы для непосредственного определения размера.
Для грубых измерений – линейки, метры складные, рулетки измерительные.
Штангенинструменты примеряют для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин, с отсчетом дробных делений основных шкал.
Инструменты для измерения методом сравнения, называемые калибрами; их применяют для проверки диаметра валов и отверстий.
Плоскопараллельные концевые меры. Для проверки измерительных инструментов и для точных измерений при разметке деталей, используются как эталоны. Точность до 1 микрометра ( 0,001 мм ). Изготовляются из легированной инструментальной стали Х, ХГ в виде брусков прямоугольного сечения, противоположные стороны которых служат измерительными плоскостями, а расстояние между ними – измерительным размером.
Инструменты для измерения углов: угольники и угломеры.
Кронциркуль применяется для измерений наружных размеров деталей. Состоит из двух изогнутых по большому радиусу ножек длиной 150-200 мм, соединенных шарниром.
Нутромер тот же но изогнутые наружу.
Штангенциркуль.
Штангенциркули изготовляются с пределами измерений 0-125мм ШЦ-1, 0-200 и 0-320 мм ШЦ-II, 0-500,250-710, 320-1000,500-1400,800-2000 ШЦ-III.
ШЦ-1применяется для измерения наружных внутренних размеров и глубин с величиной отсчета по нониусу 0,1 мм.
Имеет штангу, на которой нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На одном конце штанги имеются измерительные губки, а на другой линейка для измерения глубин. По штанге перемещается подвижная рамка с губками. Рамка при измерении закрепляется на штаге зажимом. Нижние губки служат для измерения наружных размеров, а верхние – для внутренних. На скошенной грани рамки нанесена шкала называемая нониусом для определения дробной величины цены деления штанги, т. е. Доли миллиметра шкала нониуса из 10 равных частей, каждое = 1,9 мм
При измерении миллиметры отсчитываются по шкале штанги нулевым штрихом нониуса, дробные (десятые доли мм )по штрихам нониуса.
ШЦ-II предназначен для наружных и внутренних измерений и разметки. Верхние губки заострены и используются для разметочных работ.
Для создания необходимого усилия измерения и точной установки подвижной рамки относительно штанги штангенциркуль снабжен микрометрической подачей ( винт и гайка). Шкала нониуса из 20 равных частей каждое деление 1,95 мм. По нониусу определяют сотые доли миллиметра с помощью цифр на шкале нониуса.
ШЦ-III с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм предназначен для наружных и внутренних измерений. Состоит: из подвижной рамки с зажимом, рамки микрометрической подачи с зажимом, нониуса, подвижной измерительной губки и неподвижной измерительной губки.
Штангенглубиномер служит для измерения высот, глубины. Состоит из основания с рамкой и нониусом, зажима рамки, штанги с миллиметровыми делениями, микрометрической подачи. По нониусу отсчет 0,1 мм.