Билет 32. Способы улучшения свойств стали

Для улучшения механических свойств стали ее подвергают термиче­ской обработке. Термической обработкой называется совокупность опера­ций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов в твердом состоянии с соблюдением установленных режимов.

В результате термической обработки изменяется структура сплавов, при этом достигается существенное улучшение их свойств. Термическая обработка может быть:

1. промежуточной, в этом случае ей подвергаются полуфабрикаты (литье, заготовки и др.) для снижения твердости, улучше­ния обрабатываемости и подготовки структуры к последующим техноло­гическим операциям.

2. Окончательной термической обработке подвергают готовые изделия с целью получения окончательных свойств, требуемых при их эксплуатации. В результате термической обработки могут быть значительно повышены предел прочности, удлинение, ударная вязкость сталей и др.

Основными видами термической обработки являются: отжиг, нормали­зация, закалка, отпуск.

Цель отжига заключается в улучшении структуры и свойств стали, смягчение ее для облегчения механической и пластической обработки и др. Отжиг подразделяют на отжиг I и II рода. Отжиг первого рода заключается в нагреве сплава ниже температур фазовых превращений и применяется для снятия внутренних напряжений после холодной или по­лугорячей обработки давлением. При отжиге второго рода сталь нагревают до температур выше фазовых превращений, выдерживают при этих темпе­ратурах, чтобы успела произойти перекристаллизация, затем медленно ох­лаждают с выдержкой в процессе охлаждения при 650-680 °С (для улучше­ния структуры пластинчатого цементита) с последующим охлаждением до комнатной температуры. Такой отжиг приводит сталь в равновесное со­стояние, улучшает обрабатываемость резанием.

Нормализация заключается в нагреве стали до однофазного аустенитного состояния, выдержке и охлаждении на воздухе. Нормализация применяется для устранения внутренних напряжений в стали, уменьшения твердости и получения мелкозернистой однородной структуры. Твердость и прочность стали при этом получают несколько выше, чем после отжига. Нормализация приводит к хорошему сочетанию пластич­ности и прочности и для некоторых сталей является окончательной термиче­ской обработкой. Нормализация является экономичным видом термической обработки и широко применяется в заводских условиях.

Закалка и отпуск — основной вид окончательной термической обработ­ки, придающей сплаву повышенную твердость, высокую прочность и изно­соустойчивость при достаточной вязкости, например исходную твердость статей можно повысить в несколько раз. Закалка стали за­ключается в ее нагреве до однофазного аустенитного состояния или в нагреве до двухфазного состояния с выдержкой до прогрева и быстрым охлаждением в воде или масле.

Высокая прочность и твердость стали, приобретаемая при закалке, объясняется образованием в стали мартенсита, представляющего собой пересыщенный твердый раствор углерода в железе. После закалки для повы­шения пластичности, снижения внутренних напряжений и твердости приме­няют отпуск стали, заключающийся в нагреве с последующим охлаждением с заданной скоростью. Совмеще­ние закалки с высоким отпуском, применяемое для конструкционных ста­лей, называется улучшающей обработкой, при этом достигается оптималь­ное сочетание прочности и вязкости.

Сталь классифицируют по 1.способу производства, 2. химическому соста­ву, 3. Структуре 4. назначению.

По способу производства различают: мартеновскую, бессемеровскую, кислородно-конвертерную, электросталь.

По химическому составу стали делят на: 1. углеродистые 2..легированные. 3. По назначению стали разделяют на 4. Конструкционные 5. инструментальные.

Инструментальные стали предназначены для изготовления режущего, измерительного и штамповочного инструмента небольшого размера. Конструк­ционные стали разделяют на: 1. строительные 2. машиностроительные.

Строительные стали содержат до 0,3 % С, машиностроительные цемен­тируемые - от 0,025 до 0,3 % С, улучшаемые термообработкой - от 0,3 до 0,5 % С, пружинные - от 0,5 до 0,8 % С, инструментальные - от 0,7 до 1,3 % С.

Лесоматериалы и изделия из древесины

Лесоматериалы получают механической обработкой древесины. Они подразделяются на: круглые лесоматериалы, пиломатериалы, фрезерован­ные,строганые материалы,вторичные продукты: опилки, стружки, щепа, древесная мука.

Круглые лесоматериалы — стволы поваленного дерева, очищенные от сучьев. В зависимости от диаметра ствола в верхнем отрубе различают: бревна (диаметр более 12 см), подтоварник (диаметр 8—11 см), жерди (диаметр 3-7 см).

Бревна делят на: строительные (из сосны, лиственницы, кедра, реже ели и дуба), предназначенные для несущих конструкций, пи­ловочные, используемые для получения пиломатериалов.

Пиломатериалы получают продольной распиловкой пиловочных бре­вен. Они подразделяются на: доски (толщиной 100 мм и менее), бруски (имеющие толщину менее 100 мм, но ширину меньше трехкратной толщи­ны), брусья (имеющие ширину и толщину более 100 мм).

Строганые и шпунтованные доски и бруски имеют на одной кромке шпунт, а на другой — гребень для плотного соединения элементов. Фрезе­рованные изделия — плинтус, поручни, наличники и т.п.

Изделия из древесины. К ним относятся паркет, мебельные щиты, столярные изделия — оконные и дверные блоки, двери и т.п., фанера, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты, древесно-слоистые пла­стики, а также сборные дома, клееные деревянные конструкции и изделия из модифицированной древесины (обработанной синтетическими смолами, прессованной, пластифицированной аммиаком и др.).