1.2 Предварительная термическая обработка стальных поковок:

Дефектами нагрева являются перегрев и пережог. Нагрев стали при высоких температурах, лежащих выше 1050'С, вызывает быстрое увеличение размеров зёрен аустенита за счёт слияния более мелких зёрен в крупные, что наблюдается при перегреве металла. Крупнозернистые металл имеет низкое сопротивление удару и может дать трещины при ковке. Перегрев исправляется термической обработкой.

Пережогом называется явление сквозного окисления металла заготовки при высоких температурах нагрева, близких к линии солидус, сопровождающиеся появлением окислов по границам зёрен металла и нарушением механической связи между зёрнами. Пережженная сталь рассыпается на куски под ударами молота. Этот брак требует переплавки стали в мартенах или других плавильных агрегатах.

Перед механической обработкой структура стали должна быть равновесной, без остаточных напряжений, которые могли возникнуть при термоциклировании, с высокой пластичностью и низкой твердостью, а также с измельченным зерном, что улучшает свойства стали в целом.

С этой целью поковки из стали 30 ХМА целесообразно подвергнуть полному отжигу.

Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30— 50 °С выше температуры, соответствующей точке А_Сз по диаграмме состояния железо-цементит, выдержке при этой температуре для полного прогрева и завершения фазовых превращений в объеме металла и последующем медленном охлаждении.

При нагреве до температуры выше точки А_Сз на 30—50 °С (для стали 30ХМА она составит 900°С)образуется аустенит, характеризующийся мелким зерном, поэтому при охлаждении возникает мелкозернистая-структура, обеспечивающая высокую вязкость и пластичность и возможность достижения высоких свойств после окончательной термической обработки.

Технологический процесс получения заготовок горячим пластическим деформированием заключается в том , что начало ковки должно производится при наивысших допустимых для данных конкретных условий температуры.

Такие высокие температуры предопределяют крупнозернистую структуру и образование значительных термических и структурных напряжений получаемых заготовках.

Поскольку оба этих фактора вызывают существенное снижение динамической вязкости, ухудшение показателей механических свойств, снижению стабильности эксплуатационной надежности готовой детали, то заготовки всех ответственных и тяжело нагруженных деталей подвергают предварительной Термической обработке (ТО).

Целью данной обработки является получение однородной, мелкозернистой структуры, улучшение комплекса механических свойств, снятие внутренних напряжений, улучшение обрабатываемости материала заготовки резаньем.

Скорость нагрева принципиального значения не имеет и определяется скоростью нагрева печи, а также из условия 1,5 минут на 1 мм сечения заготовки.

Таким образом, режим первичной термообработки:

время прогрева заготовки диаметром 35 мм составит -48 минут,

скорость нагрева ~ 20 °С/мин, что соответствует стандартным режимам работы нагревательных печей; температура нагрева 900°С время выдержки - 2,5 часа.

Скорость охлаждения 75 - 100 °С/мин. При отжиге охлаждение обычно проводят вместе с печью.

Структура стали в равновесном состоянии - феррит и перлит.

Назначение режима основной термообработки.

Нагрев материала перед обработкой является одним из решающих факторов, определяющих производительность и качество изделия. Цель нагрева - снижение сопротивления металла деформированию и повышение прочности.

Температурные режимы (таблица):

максимальная температура нагрева 1200°С;

минимальная температура нагрева 800°С;

продолжительность нагрева 15 минут.