Классификация видов термической обработки

Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Применение того или иного вида термической обработки в машиностроении связано с возможностью получения определенных технических свойств. Поэтому удобно в качестве классификационного признака для различных видов термической обработки стали принять характер изменения свойств. В соответствии с этой классификацией процессы термической обработки можно разделить на четыре группы.

Группа первая — процессы термической обработки, приводящие к упрочнению изделий во всем объеме: закалка с последующим отпуском (например, высокотемпературным, так называемое улучшение), закалка с последующим старением.

Группа вторая — процессы термической обработки, приводящие к поверхностному упрочнению изделий с целью повышения износоустойчивости, предела выносливости (стойкость при знакопеременных нагрузках), устранения влияния концентраторов напряжений и, в некоторой степени, общего упрочнения. Для этой цели применяются поверхностная закалка и некоторые процессы химико-термической обработки (цементация, азотирование, борирование). К тем же результатам приводит поверхностный наклеп (так называемая дробеструйная обработка).

Группа третья — процессы термической обработки, приводящие к общему смягчению изделий, снятию внутренних напряжений, повышению пластичности и ударной вязкости. К этой группе принадлежат процессы отжига, нормализации и отпуска.

Группа четвертая объединяет процессы термической обработки, которые придают поверхностным слоям изделий особые физико-химические свойства и способствуют защите изделий от атмосферной коррозии, растворения в агрессивных средах, от окисления и испарения при высоких температурах и т. п. Для этой цели применяются некоторые разновидности химико-термической обработки: антикоррозионное азотирование, силицирование, алитирование и т. п.

Кроме указанных видов термической обработки, в последнее время все большее применение получает термомеханическая обработка, заключающаяся в совокупности процессов деформации, нагрева и охлаждения в различной последовательности, в результате чего формирование структуры сплава и изменение его свойств происходит в условиях повышенной плотности несовершенств строения, созданных пластической деформацией.

2Жидкости для гидравлических систем автомобилей. Тормозные жидкости.

Все большее распространение в современных автомобилях для приведения в действие различных механизмов управления находят применение различного рода гидравлические системы (гидроусилители рулевого управления, гидроподъемники кузовов, гидравлический привод тормозов, амортизаторы и др.). Использующиеся в них в качестве рабочих тел жидкости обладают большими преимуществами по сравнению с газами и твердыми телами: они практически не сжимаемы и достаточно подвижны. Это позволяет плавно, без толчков и ударов передавать усилие на значительные расстояния. Однако жидкостям приходится работать, как правило, продолжительное время при весьма неблагоприятных условиях (широкий диапазон изменения температур, передача больших усилий, запыленность окружающего воздуха, влажность, контактирование с различными материалами и т. д. ). Поэтому, чтобы обеспечить надежную и долговечную работу всех гидромеханизмов, жидкости не должны заметно Изменять своих первоначальных свойств независимо от продолжительности работы и должны отвечать следующим основным требованиям:

1) иметь строго определенную. вязкость и индекс вязкости, которые обеспечивали бы ее хорошую прокачиваемость и надлежащую смазку деталей узлов и механизмов гидравлических систем при резко изменяющихся нагрузках и температурах;

2) иметь низкую температуру замерзания (на 5...10°С ниже температуры окружающего воздуха), которая обеспечивала бы нормальную работу жидкости при низких отрицательных температурах;

3) обладать высокими противокоррозионными свойствами и не вызывать разбухания или разрушения резинотехнических уплотнительных устройств;

4) обладать высокой химической и физической стабильностью: не окисляться в процессе работы и не изменять своих первоначальных характеристик;

б) быть свободной от механических примесей, воды и коррозионно-активных веществ, обеспечивая таким образом надежную и долговечную работу узлов и механизмов гидравлических систем.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает большой ассортимент наименований гидравлических жидкостей, которые в большинстве своем получают из минеральных нефтяных масляных дистиллятов с добавлением различных присадок (антикоррозионных, противоизносных, антиокислительных, антипенных и др.). В зависимости от назначения гидравлические жидкости делятся на тормозные, амортизаторные, Жидкости для гидроусилителей рулевого управления и гидравлических подъемников автомобилей-самосвалов и др.

Тормозные жидкости. Для гидравлических тормозных систем автомобилей применяются три марки тормозных жидкостей: ГТЖ-22М (ТУ 6-01-814-75), "Нева" (ТУ 6-09-550-73) и БСК (ТУ 6-101-553-75).

Жидкость ГТЖ-22М (зеленого или зелено-защитного цвета). Хорошие низкотемпературные свойства и сравнительно высокая температура начала перегонки (140°С) обеспечивают ее надежную работу в любое время года. Недостатком жидкости является неудовлетворительная смазывающая способность. Поэтому, чтобы избежать повышенного изнашивания цилиндров, поршней и манжет их следует при сборке обильно смазывать касторовым маслом или тормозной жидкостью, приготовленной на его основе. Жидкость хорошо растворяется в воде, ядовита. Поэтому при обращении с ней необходимо соблюдать меры предосторожности, как и при обращении с антифризами. Жидкость "Нева" (желтого цвета). В ее состав входят загуститель и антикоррозионные присадки. Жидкость токсична, огнеопасна и растворяется в горячей воде. Применяется в системах, где уплотнительные детали изготовлены из резиновой смеси 7-2462. Жидкость БСК (оранжево-красного цвета). Обладает хорошей смазывающей способностью и вязкостью. Недостатком жидкости является повышенная коррозионная способность по отношению к меди и латуни, склонность при низких температурах выделять сгустки кристаллов касторового масла, что может привести к закупориванию системы гидравлического привода и к отказу тормозов. Рекомендуется использовать при температурах выше-17....20 С.

Тормозные жидкости для автомобиля

Автовладельцы зачастую считают, что тормозная жидкость в их автомобиле вечная, и заливается раз и навсегда, либо просто ленятся производить плановую замену тормозной жидкости, предусмотренную производителем. Совершенно напрасно. Тормозными жидкостями обычно называют рабочие жидкости, применяемые в различных гидравлических системах автомобилей. Традиционным является применение тормозных жидкостей в гидроприводах тормозной системы и сцепления.

Тормозные жидкости также могут применяться в других системах, например, в качестве рабочей жидкости для централизованной гидравлической системы и гидроуслителя рулевого механизма.

В большинстве случаев в подобных системах применяются синтетические жидкости, произведенные на основе гликолевых эфиров, полиэфиров и боратов.

Реже применяются так называемые «минеральные» тормозные жидкости типа LHM (liquide hydraulic minеrale). Например, на автомобилях Citroen подобные жидкости используются одновременно в тормозной системе, гидравлической системе подвески и в гидроусилителе рулевого управления. Требования, предъявляемые к тормозным жидкостям. Требования, предъявляемые к тормозным жидкостям, напрямую связаны с выполняемыми ими функциями и условиями работы. Вот основные из них:

Текучесть при низких температурах

Чрезмерное загустевание жидкости при низких температурах может привести к замедлению реакции и снижению эффективности работы (вплоть до полного блокирования) тормозной системы. При выборе тормозной жидкости необходимо учитывать предельные зимние температуры, характерные для данной климатической зоны. Самым опасным является случай, когда в пути температура окружающей среды падает до критических значений (-30°С и ниже). При этом некачественная, неправильно подобранная или уже отработавшая свой срок тормозная жидкость может застыть в магистралях тормозной системы прямо во время движения, что означает полный отказ тормозной системы. Подобное может произойти также при выезде из относительно теплого гаража на сильный мороз.

Сохранение вязкости при высоких температура и хорошие смазывающие свойства

Пониженная вязкость при высоких температурах приводит к снижению толщины пленки до значений, недостаточных для нормальной смазки и может вызвать протечки в рабочих цилиндрах. При этом происходит замедленное, неравномерное затормаживание, а также износ и снижение срока службы подвижных элементов системы.

Стабильность

Рабочие характеристики тормозных жидкостей должны сохраняться в заданных пределах при длительной эксплуатации в широком диапазоне температур.

Совместимость с резиновыми элементами, металлами, защита от коррозии.

Тормозные жидкости не должны вызывать разбухание или размягчение резиновых элементов в тормозной системе выше установленных пределов, а также коррозию различных металлов, присутствующих в системе. В противном случае это может привести к неравномерной работе, блокированию тормозной системы или к ее выходу из строя из-за протечек.

Высокая температура кипения

В процессе торможения кинетическая энергия движущегося автомобиля переходит в тепло. Выделившиеся в рабочих элементах тормозной системы (колодках, дисках) тепло приводит к разогреву рабочих цилиндров, в которых непосредственно находиться тормозная жидкость, до температуры порядка 120°С и выше. При этом, уже при температурах, близких к температуре кипения (обычно на 20-25°С ниже температуры кипения), в тормозных жидкостях возможно образование паровой фазы, а, следовательно, и паровых пробок в гидроприводе. В отличие от жидкости пар сжимаем (свойство газов). В этом случае при нажатии на педаль тормоза происходит сжатие паровой фазы, и усилие не передается к исполнительным механизмам тормозной системы (педаль «проваливается»). При росте содержания воды в процессе эксплуатации температура кипения падает, и риск возникновения паровых пробок (особенно при интенсивных торможениях с полной загрузкой автомобиля) возрастает.

Гигроскопичность

Синтетические тормозные жидкости обладают свойством поглощать воду из окружающей среды (или гигроскопичностью). Это свойство препятствует накоплению в воды в свободном виде путем ее химического связывания, что предохраняет систему от образования ледяных или паровых пробок. Однако, при накоплении воды в объеме тормозной жидкости происходит снижение ее температуры кипения. Вода обычно попадает в систему при конденсации влаги из воздуха при колебаниях температуры окружающей среды. Этот процесс происходит независимо от «солидности» марки автомобиля. Конденсация происходит, даже если автомобиль стоит на стоянке или в гараже. Таким образом, за 2-3 года эксплуатации автомобиля в системе накапливается от 2 до 5% воды. Падение температуры кипения до температуры порядка 130°С является критичным и жидкость подлежит замене.

Смешиваемость

Во избежание ошибок при применении тормозные жидкости должны смешиваться с прочими марками одобренных жидкостей в любой пропорции. В противном случае возможны нарушения в работе системы вследствие образования осадков и смолянистых отложений, коррозии металлов, разбухания резиновых элементов или образования паровых пробок. Вследствие этого все «качественно» изготовленные тормозные жидкости не нефтяной природы (синтетические), удовлетворяющие спецификациям ISO 4925, SAE J1730 и FMVSS 116 (кроме DOT 5), являются полностью совместимыми между собой (но не взаимозаменяемыми!).

Наиболее распространен стандарт FMVSS 116, который устанавливает 3 класса для тормозных жидкостей в зависимости от вязкости и температуры кипения.

В данном стандарте регламентируется температура кипения чистой тормозной жидкости (без воды), а также температура кипения жидкости при содержании в ней 3,7% воды («мокрая» равновесная температура кипения).

Воздействие на резиновые детали.

Уплотнения не должны сильно разбухать в ТЖ, уменьшать свои размеры (давать усадку), терять эластичность и прочность больше, чем это допустимо.

Несколько комментариев:

Тормозные жидкости DOT 5 на основе силикона (SBBF — silicon based brake fluids) являются «тормозными жидкостями, содержащими в обязательном порядке не менее 70% двуорганополисилоксана»;

Тормозные жидкости DOT 5.1 — не содержат силикона (NSBBF — non silicon based brake fluids) и, аналогично DOT 3 и DOT 4, являются смесью гликолевых эфиров и боратов эстера;

Жидкости DOT 5 SBBF не совместимы с DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 NSBBF и не допускают смешивания с этими классами;

Стандарт FMVSS 116 также требует, чтобы жидкости DOT 5 SBBF были подкрашены в темно-красный цвет, в то время как цветовой диапазон жидкостей DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 NSBBF близок к бесцветному янтарю;

Жидкости DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 NSBBF полностью совместимы, могут быть смешаны в любой пропорции (при должном качестве изготовления). Минеральные тормозные жидкости типа LHM применяются относительно редко. Они подкрашиваются в зеленый цвет (для избежания ошибок при применении) и не совместимы с синтетическими тормозными жидкостями, соответствующими стандартами ISO 4925, SAE Л 730 и FMVSS 116.