Категории

Почему термообработка позволяет уменьшить металлоемкость машин

 
Современная металлургия стоит перед нелегкой задачей: увеличить качество выпускаемой продукции за счет снижения металлоемкости, при этом надежность, прочность и долговечность должны не только не уступать, но и превосходить продукцию, выпущенную ранее. Решить эту проблему позволит термическая обработка металла. Процессы нагрева и охлаждения позволяют изменить физические, механические и химические свойства обрабатываемых заготовок за счет внутренних структурных изменений в самой заготовке.
 
Термообработка
 

Процессы и результаты

 
Почему простой на первый взгляд процесс нагрева и охлаждения способен повышать прочность сплавов и наделять их дополнительными свойствами? Эксперименты показывают, что процесс термообработки повышает исходные показатели твердости стали с 150-250 НВ до 600-650 НВ после закалки. Твердость не единственный приоритет подобного процесса. В результате термообработки стали размеры и вес деталей уменьшается, при этом возможные нагрузки, которая может выдержать подобная деталь увеличиваются.
 
Применение химико-термической обработки позволяет получить на изделиях поверхностный слой, который обладает повышенной износоустойчивостью, повышается его коррозийная стойкость, а также жаростойкость. Процесс химико-термической обработки заключается в том, что путем диффузии поверхностный слой стали бомбардируется необходимыми элементами: азотом, углеродом, хромом, никелем и другими элементами. Вышеназванные вещества способны встраиваться в состав кристаллической решетки металлов, легче всего в газообразном состоянии, поэтому и применяется именно химико-термический метод воздействия. Это направление получило свои технологические подвиды: цементация, цианирование, азотирование. К примеру, при цементации поверхностный слой металлов поглощает углерод. При последующей термической обработке поверхностный слой приобретает повышенную износоустойчивость и прочность, при этом сам металл остается достаточно вязким. Таким образом детали, полученные цементацией могут выдерживать значительные ударные нагрузки и оставаться стойкими к истиранию. Применяя двойную закалку можно уменьшить вес, к примеру, зубчатых колес, при этом получить высокую ударную вязкость деталей и стойкий поверхностный слой.
 
При азотировании происходит активная диффузия атомов азота из соединений аммиака, при этом процессе детали получают дополнительную антикоррозийную защиту.