Поверхневе гартування

Загальні положення

Поверхневе зміцнення

Усі деталі, які зміцнюються термічною обробкою, можна розподілити на дві основні групи.

До першої групи відносяться деталі, які працюють головним чином на знос. У цьому випадку зміцнююча термічна обробка повинна забезпечити тільки необхідні властивості поверхневого шару (твердість, зносостійкість і т. п.).

До другої групи відносять деталі, які під час експлуатації випробовують різноманітні навантаження: розтягуючи, стискаючі, згинаючі, крутні, контактні і т. д.

Якщо деталь працює тільки під дією навантажень від розтягування або стиснення, то напруги розподіляються за перетином деталі достатньо рівномірно. Для цих деталей застосовують зміцнюючу термічну обробку з об'ємним нагрівом (нормалізацію або гарт з подальшим відпуском).

Поширенішою є експлуатація деталей під дією згинальних, крутних і контактних навантажень, при цьому найвищі напруги виникають на поверхні деталі, а в центрі – мінімальні. У таких випадках потрібно забезпечити високі значення твердості, зносостійкості, втомної і контактної міцностей поверхневого шару деталі, а за всім її перетином межа текучості б_0,2 повинна перевищувати напруги, що виникають від робочих навантажень.

Таким чином, для деталей, що працюють на вигин, кручення або в умовах високих контактних навантажень доцільнішим є поверхневе, а не об'ємне зміцнення.

Розрізняють наступні види поверхневого зміцнення:

- поверхневе гартування;

- хіміко-термічна обробка;

- поверхнево-пластична деформування.

Необхідно відзначити, що при всіх методах поверхневого зміцнення формуються стискуючі залишкові напруги на поверхні, а при об'ємному зміцненні характерна їх відсутність або навіть поява розтягуючих напруг. Відомо, що стискуючі залишкові напруги істотно підвищують втомну і контактну міцність деталей і зменшують їх чутливість до концентраторів напруг.

Поверхневе гартування полягає в нагріванні поверхневих шарів виробів до аустенітного стану і подальшого швидкого охолоджування і застосовується для підвищення твердості, зносостійкості і межі витривалості поверхні при збереженні в'язкої серцевини. Для досягнення вказаного розподілу твердості деталь після відпалу, нормалізації або поліпшення необхідно піддати поверхневому гартуванню, а потім низькотемпературному відпуску.

Поверхневому гартуванню можуть піддаватися всі вуглецеві і леговані сталі, які містять більш 0,4%С (для вуглецевих сталей) і більше 0,35 %С (для легованих сталей). Структура поверхневого шару після поверхневого гартування складається з трьох шарів: шару, нагрітого вище А_С3; шару, нагрітого до температур між А_С3 і А_С1; шару, нагрітого нижче А_С1.

Залежно від джерел нагріву розрізняють наступні способи поверхневого гартування:

- гартування з індукційним нагрівом;

- гартування з нагрівом газокисневим полум'ям;

- гартування з нагрівом в електролітах;

- гартування з нагрівом лазерним випромінюванням.

Дата добавления: 2014-01-07