Классификация и назначения термической обработки

Отжиг — нагрев до определенной температуры (выше точек А1 и Аз) и медленное охлаждение (с печью или в контейнере).

Отжиг имеет целью: снизить твердость для облегчения механической обработки; вызвать перекристаллизацию стали для исправления структуры или повышения механических свойств; снять внутренние напряжения.

Различают отжиг высокий (диффузионный), полный, неполный, низкотемпературный. Вид отжига назначают в зависимости от марки стали и формы детали.

Нормализация — нагрев стали выше критической точки АС3 на 30…50°С, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение на воздухе. Продолжительность выдержки зависит от марки стали, конфигурации и габаритов детали.

После нормализации сталь приобретает, по сравнению с отжигом, повышенную твердость и более мелкое зерно, а также лучший комплекс механических свойств.

Нормализацию применяют для выравнивания структурной неоднородности, улучшения обрабатываемости низколегированных сталей и для подготовки структуры к последующей термообработке. Нормализации подвергают низко- и среднеуглеродистые конструкционные стали и некоторые низколегированные стали. Нормализация является обязательной операцией для снятия напряжений и улучшения пластических свойств в сварных соединениях.

Закалка — нагрев стали выше точки АС3 на 20…30°С, выдержка при этой температуре и последующее быстрое охлаждение (в воде, масле, эмульсии, расплаве солей и щелочей).

Закаленная сталь имеет максимальную прочность, минимальную пластичность и высокие внутренние напряжения. Закалку (в комплексе с отпуском) применяют для получения соответствующих механических и физических свойств, для улучшения коррозионных свойств и однородности структуры (нержавеющие стали). Различают полную, неполную, изотермическую, ступенчатую, светлую и поверхностную закалку.

Отпуск — нагрев предварительно закаленной стали ниже критической точки АС1, выдержка и последующее охлаждение на воздухе. Целью отпуска является превращение неустойчивой структуры закалки — мартенсита в более устойчивую. В результате отпуска изменяются физико-механические свойства стали и частично снижаются внутренние напряжения. Различают высокий, средний, низкий и многократный отпуск.

Старение — нагрев закаленной стали до определенных температур с продолжительной выдержкой. Старение применяют для стабилизации размеров, снятия литейных напряжений и получения необходимых свойств у жаропрочных сталей. Сварные конструкции при старении нагревают до 160…200°С и выдерживают в течение 16…18 ч.

 

Вопрос 5

Механические свойства

К основным механическим свойства относят:
- прочность
- пластичность
- твердость

Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок.
Пластичность – способность материала изменять свою форму и размеры по действием внешних сил.
Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого тела.

Физические свойства

К физическим свойства относят:
- цвет
- плотность
- температуру плавления
- теплопроводность
- электропроводность
- магнитные свойства

Цвет – способность металлов отражать излучение с определенной длиной волны. Например, медь имеет розовато-красный цвет, алюминий – серебристо-белый.

Плотность металла определяется отношением массы к единице объема. По плотности металлы делят на легкие (менее 4500 кг/м³) и тяжелые.

Температура плавления – температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. По температуре плавления различают тугоплавкие (вольфрам – 3416 ^оС, тантал – 2950 ^оС и др.) и легкоплавкие (олово – 232 ^оС, свинец – 327 ^оС). В единицах СИ температуру плавления выражают в градусах Кельвина (К).

Теплопроводность – способность металлов передавать тепло от более нагретых участков тела к менее нагретым. Большой теплопроводностью обладают серебро, медь, алюминий. В единицах СИ теплопроводность имеет размерность Вт/(м·К).

Способность металлов проводить электрический ток оценивают двумя противоположными характеристиками – электрической проводимостью и электрическим сопротивлением.
Электропроводность оценивается в системе СИ в сименсах (См). Электросопротивление выражают в омах (Ом). Хорошая электропроводность необходима, например, для токонесущих проводов (их изготавливают из меди, алюминия). При изготовлении электронагревательных приборов и печей необходимы сплавы с высоким электросопротивлением (из нихрома, константана, манганина). С повышением температуры металла его электропроводность уменьшается, а с понижением – увеличивается.
Магнитные свойства выражаются в способности металлов намагничиваться. Высокими магнитными свойствами обладают железо, никель, кобальт и их сплавы, которые называют ферромагнитными. Материалы с магнитными свойствами применяют в электротехнической аппаратуре и для изготовления магнитов.

 

 

Химические свойства

Химические свойства характеризуют способность металлов и сплавов сопротивляться окислению или вступать в соединение с различными веществами: кислородом воздуха, растворами кислот, растворами щелочей и др.

К химическим свойствам относят:
- коррозионную стойкость
- жаростойкость

Коррозионная стойкость – способность металлов сопротивляться химическому разрушению под действием на их поверхность внешней агрессивной среды (коррозия происходит при вступлении в химическое взаимодействие с другими элементами).

Жаростойкость – способность металлов сопротивляться окислению при высоких температурах

Химические свойства учитывают в первую очередь для изделий или деталей, работающих в химически агрессивных средах:
- емкости для перевозки химических реактивов
- трубопроводы химических веществ
- приборы и инструменты в химической промышленности

Сталь с особыми тепловыми свойствами. Во многих точных приборах в тех случаях, когда требуется совершенно определенный коэффициент теплового расширения или это расширение должно быть практически незначительным, применяется сталь с очень низким коэффициентом расширения. Такой сталью является инвар – сталь, содержащая 36% Ni, ее марка Н36. Инвар применяется в оптических и геодезических приборах, где требуется сохранение размеров при нагреве от 0 до 100°C. Сплав железа с 42% Ni называется платинитом (Н42). Он заменяет платину, коэффициент расширения которой очень мал и равен коэффициенту линейного расширения стекла. Элинвар Х8Н36 применяется для часовых пружин, камертонов и физических приборов.

Вопрос 6

Микроволновая печь.

Назначение.

Микроволно́вая печь или СВЧ-печь — электроприбор, использующий явление разогрева водосодержащих веществ электромагнитным излучением дециметрового диапазона (обычно с частотой 2450 МГц) и предназначенный для быстрого приготовления, подогрева или размораживания пищи, в быту или на производстве.

Принцип работы

Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвиг». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг — это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже.

Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом — достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине — хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).

1. Кожух -предназначен для защиты компонентов от внешнего воздействия и наоборот. Представляет из себя металлическую пластину, зачастую вскрытую емалью. нужно заметить он присутствует только у отдельностоящих печей.

2. Подставка для приготовления на гриле. Продается в комплекте с СВЧ печкой у которой присутствует функция гриля.