Введение

В развитии машиностроительной промышленности значительная роль принадлежит термистам, так как термическая обработка является одной из основных, наиболее важных операций общего технологического цикла обработки, от правильного выполнения которой зависит качество (механические и физико-химические свойства) изготовляемых деталей машин и механизмов, инструмента и другой продукции.

Перспективным направлением совершенствования технологии термической обработки является интенсификация процессов нагрева, установка агрегатов для термической обработки в механических цехах, создание автоматических линий с включением в них процессов термической обработки, а также и разработка методов, обеспечивающих повышение прочностных свойств металлических материалов и эксплуатационных свойств деталей, их надежности и долговечности. Только изучив теорию и практику термической обработки металлов, термист может успешно работать на современных машиностроительных заводах, успешно внедрять в технологию термической обработки новейшие достижения науки и техники, бороться за механизацию и автоматизацию технологических процессов.

Задачей настоящего учебника является ознакомление учащихся с теорией процессов термической и химико-термической обработки и практическими технологическими процессами термической обработки, применяемыми на машиностроительных заводах.

От техника-технолога требуются не только глубокие знания теории и практики термической обработки, но и умение самостоятельно выбрать и разработать наиболее эффективный технологический процесс термической обработки для различных деталей и инструментов с использованием новейших достижений в этой области, умение выбрать наиболее рациональный метод контроля,

установить возможные причины дефектов, методы их предупреждения и исправления, использовать все технические возможности и правильно организовать работу на своем участке.

При термической обработке в результате нагрева до определенной температуры и охлаждения происходит изменение строения металла и, как следствие этого, изменение его механических и физических свойств. Термической обработке подвергают как полуфабрикаты, так и окончательно изготовленные детали. Полуфабрикаты подвергают термической обработке для улучшения структуры, снижения твердости (улучшения обрабатываемости), а детали — для придания им определенных, требуемых свойств (твердости, износостойкости, прочности и др.).

В результате термической обработки свойства сплавов могут быть изменены в широких пределах. Возможность значительного повышения механических свойств после термической обработки по сравнению с исходным состоянием позволяет увеличить допускаемые напряжения, уменьшить размеры и массу машин и механизмов, повысить надежность и срок службы изделий. Улучшение свойств в результате термической обработки позволяет применять

сплавы более простых составов, а поэтому более дешевые. Сплавы приобретают также некоторые новые свойства, в связи с чем расширяется область их применения. Поэтому термическую обработку применяют во всех отраслях промышленности, занятых обработкой металлов и металлических сплавов.

(рис. 1).

В дальнейшем Д. К. Чернов графически изобразил влияние углерода на положение критических точек, воспроизведя при этом

очертания важнейших линий диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов (рис. 2, фиг. I; на фиг. II этого рисунка для сопоставления Д. К. Черновым приведена построенная позднее Р. Ау-стеном диаграмма состояния железо—углерод).

точках — начало плавле-

ния; точка с — конец плавления стали. В результате коллективного труда многих исследователей, развивших идеи Д. К. Чернова, была создана точная диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов (рис. 3).

Большие успехи достигнуты в разработке теории термической обработки и методов технологии термической обработки в годы пятилеток. Вместе с ростом социалистической индустрии, созданием передового советского машиностроения развивалась советская наука о термической обработке, создавались и внедрялись новые, прогрессивные методы термической обработки. Благодаря работам акад. Г. В. Курдюмова в области закалки и отпуска стали установлены природа и свойства мартенсита и определен характер превращений, происходящих при отпуске. Изучение изотермических превращений аустенита способствовало широкому распространению изотермических процессов, дающих значительный технико-экономический эффект в промышленности. Например, при изотермическом отжиге сокращается продолжительность процесса,

при изотермической закалке резко уменьшаются напряжения и коробление. Огромное значение имеет разработка методов поверхностной закалки при нагреве токами высокой частоты (т. в. ч.). Эти процессы — одни из наиболее прогрессивных в термической обработке — внедрены на многих заводах страны. Разработан термомеханический метод упрочнения, значительно повышающий механические свойства стали. Процессы химико-термической обработки стали широко внедряются и непрерывно совершенствуются. Разработаны и рационализированы технологические процессы термической обработки серых и белых чугунов, сплавов цветных металлов. В развитии учения о термической обработке, создании прогрессивных методов технологии термической обработки советская наука и практика занимают ведущее место.