Terase ja malmi tugevdava termotöötluse valik

Mittelegeer- ja legeerteraste liigitus

Termotöötluse järgi: - tsementiiditavad terased (kuni 0,25% C) - parendatavad terased (0,3… 0,6% C)

- nitriiditavad ja nitro-

tsementiiditavad terased

(0,1… 0,2 või 0,3… 0,4% C)

LegeerterasedMittelegeerterased

Terase karastamine (1)

Karastustemperatuuri valik

Alaeutektoidterased - ↑ AC3 (täiskarastus), struktuur M + (Aj)Üleeutektoidterased - ↑ AC1 (poolkarastus), struktuur M + T´´ + Aj


Kuumutuskeskkond ja kestus

- sulametallid ja -soolad- õhk (oksüdeerumine, C väljapõlemine)- induktsioonkuumutus

JahutuskiirusVkr

- A lagunemise piirkonnas- M tekke piirkonnas

Ideaalne jahutuskõver


Karastamiskeskkonnad

• vesi • õli • soolavann • õhk

KeskkondJahtumiskiirus, °C/s

650…500 °C 300…200 °C

Vesi 18 °CVesi 50 °CNaCl 10%-neNaOH 10%-neMineraalõli

600100

11001200150

27027030030030


Karastusviisid (1)

a – karastus ühes keskkonnas

b – karastus kahes keskkonnas

c – astekarastus

d – isotermkarastus


Karastusviisid (2)

• Lauskarastus – detaili karastamine kogu pinna ulatuses

• Kohtkarastus – detaili ühe osa karastamine


Karastatud terase kõvadus Kõvaduse sõltuvus C-sisaldusest

a – martensiidi kõvadus

b – täiskarastus (üle Ac3)

c – poolkarastus (üle Ac1)

üleeutektoidsete teraste

korral

Terase läbikarastuvus (1)

Terase struktuur mitteläbikarastuvuse korral

a ja b – jahtumiskiiruse muutus ristlõikesc – struktuur mitteläbikarastuvuse korral


Läbikarastuvuse kriteeriumid: D50, D90, D95

Poolmartensiitstruktuuri (50%M + 50%Tr) kõvadus


LäbikarastuvusvöödidH R C

6 0

6 0

4 0

4 0

2 0

2 0

0

0

3 7 C r 4 /4 0 XC 4 0 /40

1 8C rM o 4/1 8X M1 6M n C r5 /1 8X T

0 01 0 1 02 0 2 03 0 3 04 0 4 05 0 5 0

K aug u s jahu ta tavas t o tsa s t, m m


Läbikarastuvuse määramine

100

25

HRC

00

10

20

30

40

50

60

5 10 15 20 25 30

1

2

Kaugus jahutatavast o tsast, mm

Kõvadus katsekeha pikkusel pärast otskarastust: l – väikese läbikarastuvusega teras,

2 – suure läbikarastuvusega teras

Terase pindkarastamine (1)

Kuumutamine

• kõrgsagedusvooludega (induktsioonkuumutus)kuumutusügavus δ = 5030∙√ξ/μ∙f, kus ξ – eritakistus, μ – magnetläbitavus, f – sagedus

• atsetüleeni-hapnikuleegiga

• elektrolüütides ja sulametallides või –soolades

• laseri- või elektronkiirega

Terase pindkarastamine (2)

Temperatuuri jaotus ristlõikes

I – täiskarastusII – poolkarastusIII – mittekarastuv osa

Tkar – üle AC3 80-100°C (suur vkuum, A-tera ei jõua kasvada)

I II III

T

A 3

A 1

Terase noolutamine

Mittelegeerterased (kon- Noolutustemperatuuri

struktsiooni ja tööriistaterased) mõju kõvadusele3 põhilist noolutusviisi• Madalnoolutus ( 200oC)tööriistad

• Kesknoolutus (300…400oC) vedrud,puidulõikeriistad

• Kõrgnoolutus (450…650oC)Konstruktsioonidetailid, masinaosad(karastus + kõrgnoolutus =parendamine e. noolutus sorbiidile)

Tsementiiditavad terased

Tsementiiditavad

terased (0,1...0,25% C)• Cr-terased• Cr-Mn-terased• Cr-Ni-terased• B-terased

TT: Tsem + K + MN Pind (C0,8) – 58...62 HRC

Südamik (C = 0,1...0,25) – 30...42 HRC

Parendatavad terased

Parendatavad terased (0,3...0,5% C; 3...5% leg.el.)

Rm 1200 N/mm2; Rp0,2 1100 N/mm2; A = 10...12%; KU40J

Nitriiditavad (C-, leg. el. – sama, mis parend. ter.)Tnitr 500...600°C (erinevalt tsem.)Leg. el. Cr, Mo, Al + N CrN, MoN, AlNKõvadus: Pind – legeerterased 950...1150 HV, mittelegeerterased 400...500 HVSüdamik 250...300 HB

D95, mm T50, °C

I gr – mittelegeerterased 10...15 20

II gr – Si-Mn/Cr-terased (~1%) 20 -30...-50

III gr – Mn-Cr-terased 25 -60

IV gr – Ni-Mo-terased 40 -80

V gr – Ni-rasksul. (W, Mo, V jt.) 100 -100

Terase termokeemiline töötlus (1)

Tsementiitimine (tsementiiditavad terased)• C – tsementiitimine, 900…950 °C, tahke, vedel, gaasilineTerased 0,05…0,25% C → pind 0,7…1,5% C → K + MN HRC 58…62↑ kõvadus ja kulumiskindlus

Nitrotsementiitimine• C ja N – nitrotsementiitimine, 700…900 °C, gaasilineEesmärk – sama, mis nitriitimisel, 700…800 °C - ↑ korrosioonikindlus 800…900 °C - ↑ kulumiskindlus

Terase termokeemiline töötlus (2)

Nitriitimine (nitriiditavad terased)C, leg. el. – sama, mis parendatavatel

terastel

Tnitr 500-560°C, δ → 0,2...0,8 mmKõvadus- mittelegeerterased → 500 HV- legeerterased → 800...1150 HVLeg. el. Cr, Mo, Al, V + N → CrN, MoN, AlN

Pind HV Südamik HB

31 CrMoV9

41 CrAlMo7-10800

950

248

262

Malmi termotöötlus (1)

• Lõõmutamine - tempermalmi saamiseks

• Normaliseerimine - grafiitmalmide omaduste parandamiseks

• Karastamine - P, F+P struktuuriga malmid, kõvaduse ja kulumiskindluse tõstmiseks

• Noolutamine – analoogselt terastele karastuspingete kõrvaldamine, sitkuse tõstmine

Tnool., oC HRC

170

400

550

650

52 …59

38 .. 45

26 … 30

22 … 27

Perliitmalm

Malmi termotöötlus (2)

Saadavad kõvadused

Metalne põhimass TT HB

F

P

S

B

M

P+M

A

L, Norm

L, Norm

K+KõN

Isoterm K

K

K

Norm

100 … 160

160 … 220

220 … 300

300 … 380

380 … 600

380 … 550

140 … 220

Duralumiiniumi termotöötlus (1)

Al-sulamite termotöötlusviisid

• karastamine

• vanandamine– loomulik– kunstlik I 100...150°C → Rp0.2/Rm → 0,6...0,7

II 150...250°C → 0,9...0,95– ülevanandamine: täielik pingetustumine CuAl2 välja

sadestunud → ↓HB ja Rm

• lõõmutamine


Al ja Al-sulamite oleku (töötluse) tähistus (1)

Tähis Sisu

OLõõmutatud nt. O1 – aegalane jahutus lõõmutust°-lt

O2 – TMT-dud, O3 – homogeniseeritud

H

Kalestatudnt. H1 – kalestatud ilma TT

H2 – kalestatud ja osaliselt lõõmutatud (jne)

H3 – kalestatud ja stabiliseeritult TT-dud

H4 – kalestatud ja lakitud

W Karastatud


Al ja Al-sulamite oleku (töötluse) tähistus (2)

Tähis Sisu

T TermotöödeldudT1 – jahutatud vormimist°-lt, LV

T2 – jahutatud vormimist°-lt, kalestatud, LV

T3 – karastatud, kalestatud, LV

T4 – karastatud, LV

T5 – jahutatud vormimist°-lt, KV

T6 – karastatud, KV

T7 – karastatud, ülevanandatud

T8 – karastatud, kalestatud, KV

T9 – karastatud, KV, kalestatud

Terase ja malmi tugevdava termotöötluse valik

Documents

Transcript of Terase ja malmi tugevdava termotöötluse valik