Борирование

Борирование — процесс насыщения поверхностного слоя стали бором. Борирование повышает твердость, сопротивление абразивному износу и коррозии в агрессивных средах. Борирование проводится в твердых, жидких газовых средах.

Для получения высокой твердости и жаростойкости используется также диффузионное насыщение повсрхностного слоя стали бериллием (бериллизация), цинком (цинкование), ниобием (ниобирование), молибденом (мо-либденнрование), ванадием (ванадирование), вольфрамом (вольфрамирование), цирконием (цирконирование) и др. В ряде случаев применяют комбинированное насыщение двумя или несколькими элементами.

 

5.5. Термическая обработка деталей из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов.

Коррозионно-стойкие стали могут быть мартенситного, аустенитного и переходного классов. Для сталей мартенситного класса применяются те же виды термообработки, что и для конструкционных. Стали переходного класса для повышения пластичности при штамповке подвергают нормали­зации или отжигу. Окончательная термообработка выполняется по сложному циклу: нормализация, обработка холодом при —70 °С (для завершения распада аустенита) и искусственное старение при температуре порядка 500 °С.

Для упрочнения заготовок из полунагартованного или нагар- тованного материала применяют искусственное старение. Заго­товки из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов аустенитного класса для улучшения пластичности подвергаются нормализации или закалке (для больших сечений). Прочность повышается искусственным старением либо нагартовкой.

 

5.6. Термическая обработка деталей из титановых сплавов.

Сплавы ВТ1, ВТ4, ВТ5-1 и ОТ4 не упрочняются термообработкой. Для них применяют отжиг 500... 800 °С с целью придания наибольшей пластичности при операциях холодного пластического деформирования.

Для сплавов ВТЗ-1, ВТ6, ВТ6С, ВТ8, ВТ9, ВТ14, ВТ15, ВТ16, ВТ22, ВТ23, ВТ30, упрочняемых термообработкой, применяют кроме отжига окончательную термическую обработку — закалку с искусственным старением. Температура закалки 750... 900 °С.

Охлаждающую среду (вода, масло, спокойный воздух) выбирают, исходя из необходимости получения заданной структуры при минимальной величине короблений.

Искусственное старение осуществляют длительной выдержкой при 450... 500°С.

Нагрев титановых сплавов при термообработке осуществляют только в электрических печах обычно с защитной средой или в вакууме.

 

 

5.7. Термическая обработка деталей из алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы делятся на деформируемые и литейные. Из деформируемых сплавов все марки технически чистого алюминия, а также сплавы типа АМц и АМг не упрочняются термической обработкой. Эти материалы подвергают только высокому или низкому отжигу для полного разупрочнения или для повышения пластичности с сохранением полунагартованного состояния

Для упрочняемых деформируемых сплавов применяют следую­щие виды термической обработки.

Закалка производится нагревом до температур порядка 500 °С с охлаждением в воде комнатной температуры. Некоторые марки сплавов допускают охлаждение в кипящей воде, что значительно уменьшает поводку и коробление тонкостенных конструкций. Скорость нагрева под закалку плакированных материалов должна быть возможно более высокой, чтобы уменьшить диффузию упрочняющих компонентов в плакирующий слой.

Термическая обработка на возврат служит для придания закаленным и состаренным алюминиевым сплавам свойств свежезакаленного состояния. Для этого заготовки подвергают кратковременному нагреву (в течение нескольких секунд или минут) до 200... 250 °С. Термообработку на возврат применяют вместо повторной закалки к плакированным алюминиевым сплавам.

Старение. Нарастание прочности после закалки в процессе старения у алюминиевых сплавов различных составов происходит по-разному. У сплавов типа Д1, Д16, Д19 процесс естественного старения завершается за 4... 5 суток, причем в первые 1, 5... 7 ч пластичность уменьшается незначительно, и в этот период сплавы можно подвергать операциям пластического деформирования. Сплав Д20 практически вообще не упрочняется в результате есте­ственного старения.

Детали из сплава Д16, предназначенные для работы при температурах выше 150 °С, а также из ковочных сплавов АК4, АК6, АК8 и высокопрочного сплава В95 рекомендуется применять в искусственно состаренном состоянии. Искусственное старение осуществляется нагревом и выдержкой в течение нескольких часов при 150... 190 °С.

Отжиг применяется в качестве межоперационной термообработки для снятия наклепа и повышения пластичности деформируемых алюминиевых сплавов. Перед последней операцией холодной обработки давлением для упрочняемых алюминиевых сплавов вместо отжига применяют закалку.

Температуры нагрева при отжиге для большинства алюминиевых сплавов находятся в диапазоне 350... 400 °С. Время отжига колеблется от нескольких минут до нескольких часов.

Для литейных алюминиевых сплавов наиболее употребительны следующие виды термической обработки:

Т1 — искусственное старение, применяемое для ускорения упрочнения сплавов и улучше­ния механической обрабатываемости резанием;

Т2 — отжиг;

Т4 — закалка с последующим естественным старением;

Т5 — закалка и частичное (неполное) искусственное старение.

Обработка по режиму Т5 позволяет обеспечить достаточную прочность при сохранении повышенной пластичности и наряду с Т4 получила широкое распространение в качестве окончательной термической обработай;

Т6 — закалка и полное старение при более высоких температурах и с большей выдержкой, чем при Т5 (применяется только для сплава AЛT9);

Т7 - закалка и стабилизирующий отпуск для жаропрочных сплавов с целью получения высокой стабильности структуры при достаточной прочности;

Т8 — закалка и стабилизирующее старение применяются для получения повышенной пластичности и стабильности геометрических размеров вследствие сни­жения прочности по сравнению с режимами Т5, Т6, Т7.

 

5.8. Термическая обработка деталей из магниевых сплавов.

Сплавы MAI, МА2, МАЗ, МВ8, МЛ2 и МЛЗ не упрочняются термообработкой. Для них применяют только отжиг с целью снятия наклепа и внутренних напряжений.

Высокопрочный сплав ВМ65-1 упрочняется искусственным старением, остальные сплавы — закалкой и последующим искусственным старением.

 

5.9. Уменьшение деформаций и короблений при термообработке.

Деформации и коробления возникают в результате тепловых напряжений, являющихся следствием неравномерности нагрева или охлаждения отдельных частей заготовки, структурных напряжений, возникающих из-за изменения объема при фазовых превращениях (например, аустенита в мартенсит) и действия веса на разогретую заготовку.

Для уменьшения деформаций и короблений в процессе нагрева применяют предварительный подогрев, значительно выравнивающий распределение температур по сечению.

Наиболее радикальным средством уменьшения коробления деталей малой жесткости и сложной формы является применение специальных приспособлений, в которые зажимаются детали при термообработке.