4. Термічна обробка металевих виробів

В процесі виробництва деталей машин і металовиробів широко ви­користовують термічну обробку (термообробку).

Термічною обробкою називають сукупність операцій теплової дії на матеріали і вироби з метою зміцнення структури механічних і фізич­них властивостей.

Термообробку застосовують на різних стадіях виробництва. Вона може бути проміжною операцією, яка використовується для поліп­шення оброблюваності матеріалів тиском, різанням, або заключною операцією, що забезпечує необхідний комплекс фізичних, механічних та експлуатаційних якостей виробів.

В основі термічної обробки лежать фазові та структурні перетво­рення, які відбуваються в металах і сплавах у процесі нагрівання до визначених температур, витримування їх за цієї температури певний час та охолодження з визначеною швидкістю.

Вибір термічних режимів проводять користуючись діаграмами ста­ну сплавів.

В результаті термообробки вироби (заготовки або деталі) отриму­ють певні пластичність, твердість, міцність, корозійну стійкість та інші якості.

Залежно від режимів проведення розрізняють такі види термічної обробки: відпал, гартування, відпускання, старіння та обробку холо­дом.

Відпал – процес нагрівання виробів до визначеної температури, витримування певний час і повільного охолодження.

Відпал призначений для зміни форми і розмірів зерен кристалічної будови, усунення фізичної і хімічної неоднорідності, зняття внут­рішніх напружень від попередніх обробок (прокатування, кування або лиття), зниження твердості, покращення умов для наступної обробки різанням.

Гартування – процес нагрівання виробів до визначеної температури і швидкого охолодження з метою фіксації високотемпературного стану і структури матеріалу, підвищення твердості.

Важливим моментом у процесі гартування є швидкість охолоджен­ня, яка визначає структуру матеріалу, що утворюється. Швидкість охо­лодження залежить від застосованого охолодного середовища, яким звичайно може бути вода, водні розчини солей і лугів, або мінеральні мастила.

При гартуванні виробів виникають значні внутрішні напруження, деталі стають крихкими. Тому після гартування застосовують техно­логічну операцію – відпускання.

Відпускання – це процес нагрівання металу, витримування його при заданій температурі і охоло­дження на повітрі (іноді в мінеральному маслі або воді).

Відпускання пом'якшує дію гартування, знижує внутрішні напру­ження, зменшує твердість і крихкість, підвищує в'язкість, пластич­ність, пружність металу.

Старіння – вид термообробки, який використовують для релаксації (ослаблення) внутрішніх напруг.

Природне старіння – витримування на складі протягом тривалого часу в умовах дії змінних факторів – температури, вологості та інших.

Штучне старіння – нагрівання виробів в печах до 100 – 150 °С і охолодження разом з печами.

Обробка холодом — вид термообробки при негативних температурах (- 60 ÷ - 70 °С). Проводиться після гартування перед відпусканням (в разі необхідності) в середовищі твердої вуглекислоти (сухого льоду). В результаті вироби одержують стабільну структуру, розміри, деяке підвищення твердості та зносостійкості.