Tēraudu termiskā apstrāde
Par termisko apstrādi sauc sakausējumu sakarsēšanu līdz noteiktai t° , pie kuras notiek fāžu pārvērtības, izturēšanu un atdzesēšanu ar noteiktu ātrumu. Šādas darbības rezultātā mainās sakausējumu struktūra. Šīs apstrādes mērķis ir, mainot struktūru, mainīt sakausējumu īpašības.
Tēraudu termiskās apstrādes tehnoloģija
Atkarībā no karsēšanas t° un atdzesēšanas apstākļiem tiek šķirti šādi termiskās apstrādes veidi: atkvēlināšana, normalizācija, rūdīšana un atlaidināšana. Tiem ir dažāds uzdevums un tie atšķiras ar karsēšanas t°, izturēšanas ilgumu un atdzesēšanas ātrumu. Šis apstrādes veids nosaka sagatavju mehāniskās īpašības.
Tēraudu atkvēlināšana
Par atkvēlināšanu sauc termiskās apstrādes operāciju, kurā tēraudu sakarsē virs kritiskās t° , iztur tajā un tad lēni, kopā ar krāsni, atdzesē. Tēraudos izveidojas stabila struktūra. Uzdevums. Likvidēt iekšējos spriegumus, pazemināt tērauda cietību, uzlabot apstrādājamību, paaugstināt plastiskumu un stigrību un sagatavot tēraudu tālākai termiskai apstrādei.
Tērauda normalizācija
Par normalizāciju sauc termiskās apstrādes operāciju, kurā tēraudu sakarsē virs līnijas GSE, iztur šajā t° un tālāk atdzesē gaisā. Normalizācija no atkvēlināšanas galvenokārt atšķiras ar dzesēšanas apstākļiem- dzesēšanas gaisā notiek ar lielāku ātrumu.
Tērauda rūdīšana
Par rūdīšanu sauc termiskās apstrādes operāciju, kurā tēraudu sakarsē virs līnijas GSK, iztur šajā t° un strauji atdzesē ar ātrumu, kas nav mazāks par dotā materiāla kritisko rūdīšanas ātrumu. Uzdevums. Iegūt tēraudu ar lielu cietību, stiprību, nodilumizturību. Rūdīšanas kvalitāte atkarīga no karsēšanas ātruma un t°, izturēšanas ilguma un atdzesēšanas ātruma.
Tērauda atlaidināšana
Par atlaidināšanu sauc termiskās apstrādes operāciju, kurā rūdītus tēraudus sakarsē zem līnijas PSK, iztur šajā t° un dzesē ar noteiktu ātrumu. Atlaidināšana ir termiskās apstrādes noslēdzošā operācija, kuras rezultātā tēraudi iegūst vajadzīgās mehāniskās īpašības un atbrīvojas no iekšējiem spriegumiem. Tēraudu īpašības galvenokārt nosaka atlaidināšanas t°. Atkarībā no tā izšķir 3 atlaidināšanas veidus: zemā atlaidināšana līdz (250°C t°); vidējā atlaidināšana(350 līdz 500°C t°); augstā atlaidināšana(600 līdz 650°C t°).
Vecināšana
Pēc zemās atlaidināšanas daļa iekšējo spriegumu paliek materiālā. Laika gaitā tie pamazām izzūd, radot nelielas detaļu formas un izmēru izmaiņas. Iekšējo spriegumu izzušana istabas t° ir ilgstoša (vairākas diennaktis) un to sauc par dabisko vecināšanu. Lai detālu izmēri art laiku nemainītos, tie tiek pakļauti mākslīgajai vecināšanai. Tā būtība ir šāda: detaļas tiek sakarsēta līdz 100- 150°C t° un izturētas 18- 35 stundas. Šādā to visi procesi notiek straujāk- izzūd iekšējie spriegumi un izmēri stabilizējas.
Ķīmiski termiskā apstrāde
Par ķīmiski termisko apstrādi sauc virskārtas piesātināšanu ar kādu elementu, kā rezultātā mainās tērauda ķīmiskais sastāvs un struktūra. Veicot šo apstrādi, metāls tiek sakarsēts līdz noteiktai t° vidē, kas izdala piesātināmo elementu, izturēts un atdzesēts. Ķīmiski termiskā apstrāde sastāv no trim vienlaicīgiem procesiem. 1.Veidojas aktīvi ķīmiskā elementa atomi. 2.Izstrādājuma virsma piesaista aktīvos atomus (absorbcija). 3.Piesaistītie atomi no virskārtas pārvietojas tā iekšienē (difūzija). Visizplatītākie ķīmiski termiskās apstrādes veidiem ir cementēšana , nitridēšana, cianēšana un difūzijas metalizācija.
Cementēšana
Par cementēšanu sauc procesu, kurā mazoglekļa (C < 0,2%) tērauda detaļu virskārta tiek piesātināta ar oglekli, lai pēc rūdīšanas un atlaidināšanas zemās t° detaļām būtu cieta un nodilumizturīga virsma, bet stigra vidusdaļa. Cementēšana notiek, karsējot tērauda detaļas 900°C t° oglekli saturošā vidē.
Nitridēšana
Par nitridēšanu sauc tērauda detaļu virskārtas piesātināšana ar slāpekli. Procesu veic hermētiski slēgtās kamerās, detaļas karsējot (500- 750°C t°) gāzveida amonjaka NH3 atmosfērā. Nitridēšanas procesā amonjaks sadalās slāpeklī un ūdeņradī. Aktīvi slāpekļa atomi iespiežas dzelzs virskārtā un veido ķīmisku savienojumu- nitrīdus. Nitridēšanai parasti pakļauj leģētos tēraudus, jo oglekļa tēraudiem virsmas cietības pieaugums ir liels. Tā kā nitridēšana pati rada lielu cietību , detaļas vidusdaļas nostiprināšanai rūdīšanu un atlaidināšanu veic pirms nitridēšanas.
Cianēšana
Par cianēšanu sauc tērauda detaļu virskārtas vienlaikus piesātināšanu ar lielāku ar oglekli un slāpekli. Cianētais slānis salīdzinājumā ar cementīta slāni ir ar lielāku cietību, nodilumizturību un izturības robežu.
Difūzijas metalizācija
Par difūzijas metalizāciju sauc tērauda detaļu virskārtas piesātināšanu ar alumīniju (alitēšana), hromu (hromēšana), silīciju (silicēšana), boru (borēšanu) un citiem metāliskiem elementiem. Difūzijas metalizācija tiek izdarīta, karsējot detaļas cietā vai gāzveida vidē, kas satur elementus, ar kuriem grib piesātināt tērauda virskārtu.
Alitēšanu lieto detaļām, kas strādā pie augstām t°. Alitēšanas rezultātā uz izstrādājumu virsmas izveidojas blīva alumīnija oksīda Al2O3 kārtiņa, kas pat augstā t° aizsargā metālu no koroziju.
Hromēšanu lieto, lai palielinātu korozijas izturību un pretošanās spēju skābju iedarbībai. Hromēta tērauda virskārta sastāv no hroma karbīdiem. Karbīda kārtiņa ir ļoti cieta- HV 1200- 1300 ar nelielu biezumu- 0,15- 0,2 mm.
Silicēšanu veic lai panāktu lielu nodilumizturību pret skābēm.
Borēšanu veic ar elektrolīzi, izkausētā borakā.
Apstrāde ar aukstumu
Šajā apstrādē pakļauj detaļas, kas satur nemazāk kā 0,6% oglekļa. Parasti šo metodi pielieto detaļām no tērauda P18. Lai paaugstinātu tērauda karstumizturību un cietību. Veic tūlīt pēc rūdīto detaļu atdzišanas līdz istabas t°. Tās iegremdē vidē, kuras t° ir zem 0°C. Līdz negatīvām t° atdzesē cietās ogļskābes izraisījumā (sausais ledus ar spirtu) līdz -78°C