Terase ja malmi tugevdava termot

1
Terase ja malmi tugevdava termotöötluse valik
2
Mittelegeer- ja legeerteraste liigitus
Legeerterased
Mittelegeerterased

• Termotöötluse järgi
• - tsementiiditavad terased (kuni 0,25 C)
• - parendatavad terased (0,3 0,6 C)
• - nitriiditavad ja nitro-
• 
  tsementiiditavad terased
• (0,1
  0,2 või 0,3 0,4 C)

3
Terase karastamine (1)Karastustemperatuuri valik
Alaeutektoidterased - ? AC3 (täiskarastus),
struktuur M (Aj) Üleeutektoidterased - ? AC1
(poolkarastus), struktuur M T Aj
4
Terase karastamine (2)Kuumutuskeskkond ja kestus

• sulametallid ja -soolad
• õhk (oksüdeerumine, C väljapõlemine)
• induktsioonkuumutus
• Jahutuskiirus
• Vkr
• A lagunemise piirkonnas
• M tekke piirkonnas

Ideaalne jahutuskõver
5
Terase karastamine (3)Karastamiskeskkonnad

• vesi õli
  soolavann õhk

Keskkond Jahtumiskiirus, C/s Jahtumiskiirus, C/s
Keskkond 650500 C 300200 C
Vesi 18 C Vesi 50 C NaCl 10-ne NaOH 10-ne Mineraalõli 600 100 1100 1200 150 270 270 300 300 30
6
Terase karastamine (4)Karastusviisid (1)

• a karastus ühes keskkonnas
• b karastus kahes keskkonnas
• c astekarastus
• d isotermkarastus

7
Terase karastamine (5)Karastusviisid (2)

• Lauskarastus detaili karastamine kogu pinna
  ulatuses
• Kohtkarastus detaili ühe osa karastamine

8
Terase karastamine (6)Karastatud terase kõvadus

• Kõvaduse sõltuvus C-sisaldusest
• a martensiidi kõvadus
• b täiskarastus (üle Ac3)
• c poolkarastus (üle Ac1)
• üleeutektoidsete teraste
• korral

9
Terase läbikarastuvus (1)Terase struktuur
mitteläbikarastuvuse korral
a ja b jahtumiskiiruse muutus ristlõikes c
struktuur mitteläbikarastuvuse korral
10
Terase läbikarastuvus (2)Läbikarastuvuse
kriteeriumid D50, D90, D95Poolmartensiitstruktu
uri (50M 50Tr) kõvadus
11
Terase läbikarastuvus (3)Läbikarastuvusvöödid
12
Terase läbikarastuvus (4)Läbikarastuvuse
määramine
Kõvadus katsekeha pikkusel pärast otskarastust
l väikese läbikarastuvusega teras, 2 suure
läbikarastuvusega teras
13
Terase pindkarastamine (1)Kuumutamine

• kõrgsagedusvooludega (induktsioonkuumutus)kuumutu
  sügavus d 5030v?/µf, kus ? eritakistus, µ
  magnetläbitavus, f sagedus
• atsetüleeni-hapnikuleegiga
• elektrolüütides ja sulametallides või soolades
• laseri- või elektronkiirega

14
Terase pindkarastamine (2)Temperatuuri jaotus
ristlõikes

• I täiskarastus
• II poolkarastus
• III mittekarastuv osa
• Tkar üle AC3 80-100C
• (suur vkuum, A-tera ei jõua kasvada)

15
Terase noolutamine

• Mittelegeerterased (kon-
  Noolutustemperatuuri
• struktsiooni ja tööriistaterased)
  mõju kõvadusele
• 3 põhilist noolutusviisi
• Madalnoolutus (g 200oC)
• tööriistad
• Kesknoolutus (300400oC)
• vedrud,puidulõikeriistad
• Kõrgnoolutus (450650oC)
• Konstruktsioonidetailid, masinaosad
• (karastus kõrgnoolutus
• parendamine e. noolutus sorbiidile)

16
Tsementiiditavad terased

• Tsementiiditavad
• terased (0,1...0,25 C)
• Cr-terased
• Cr-Mn-terased
• Cr-Ni-terased
• B-terased
• TT Tsem K MN Pind (Cg0,8) 58...62 HRC
  Südamik (C 0,1...0,25) 30...42 HRC

17
Parendatavad terasedParendatavad terased
(0,3...0,5 C 3...5 leg.el.)

• Rm g1200 N/mm2 Rp0,2 g 1100 N/mm2 A 10...12
  KUg40J
• Nitriiditavad (C-, leg. el. sama, mis parend.
  ter.)
• Tnitr 500...600C (erinevalt tsem.)
• Leg. el. Cr, Mo, Al N g CrN, MoN, AlN
• Kõvadus Pind legeerterased 950...1150 HV,
  mittelegeerterased 400...500 HV
• Südamik 250...300 HB

D95, mm T50, C
I gr mittelegeerterased 10...15 20
II gr Si-Mn/Cr-terased (1) 20 -30...-50
III gr Mn-Cr-terased 25 -60
IV gr Ni-Mo-terased 40 -80
V gr Ni-rasksul. (W, Mo, V jt.) 100 -100
18
Terase termokeemiline töötlus (1)

• Tsementiitimine (tsementiiditavad terased)
• C tsementiitimine, 900950 C, tahke, vedel,
  gaasiline
• Terased 0,050,25 C ? pind 0,71,5 C
• ? K MN
  HRC 5862
• ? kõvadus ja kulumiskindlus
• Nitrotsementiitimine
• C ja N nitrotsementiitimine, 700900 C,
  gaasiline
• Eesmärk sama, mis nitriitimisel, 700800 C - ?
  korrosioonikindlus
• 
  800900 C - ? kulumiskindlus

19
Terase termokeemiline töötlus (2)

• Nitriitimine (nitriiditavad terased)
• C, leg. el. sama, mis parendatavatel
  terastel
• Tnitr 500-560C, d ? 0,2...0,8 mm
• Kõvadus
• mittelegeerterased ? 500 HV
• legeerterased ? 800...1150 HV
• Leg. el. Cr, Mo, Al, V N ? CrN, MoN, AlN

Pind HV Südamik HB
31 CrMoV9 41 CrAlMo7-10 800 950 248 262
20
Malmi termotöötlus (1)

• Lõõmutamine - tempermalmi saamiseks
• Normaliseerimine - grafiitmalmide omaduste
  parandamiseks
• Karastamine - P, FP struktuuriga malmid,
  kõvaduse ja kulumiskindluse tõstmiseks
• Noolutamine analoogselt terastele
  karastuspingete kõrvaldamine, sitkuse tõstmine

Perliitmalm
Tnool., oC HRC
g170 g400 g550 g650 52 59 38 .. 45 26 30 22 27
21
Malmi termotöötlus (2)
Saadavad kõvadused Saadavad kõvadused Saadavad kõvadused
Metalne põhimass TT HB
F P S B M PM A L, Norm L, Norm KKõN Isoterm K K K Norm 100 160 160 220 220 300 300 380 380 600 380 550 140 220
22
Duralumiiniumi termotöötlus (1)Al-sulamite
termotöötlusviisid

• karastamine
• vanandamine
• loomulik
• kunstlik I 100...150C ? Rp0.2/Rm ? 0,6...0,7
• II 150...250C ? 0,9...0,95
• ülevanandamine täielik pingetustumine CuAl2
  välja sadestunud ? ?HB ja Rm
• lõõmutamine

23
Duralumiiniumi termotöötlus (2)Al ja
Al-sulamite oleku (töötluse) tähistus (1)

Tähis Sisu
O Lõõmutatud nt. O1 aegalane jahutus lõõmutust-lt O2 TMT-dud, O3 homogeniseeritud
H Kalestatud nt. H1 kalestatud ilma TT H2 kalestatud ja osaliselt lõõmutatud (jne) H3 kalestatud ja stabiliseeritult TT-dud H4 kalestatud ja lakitud
W Karastatud
24
Duralumiiniumi termotöötlus (3)Al ja
Al-sulamite oleku (töötluse) tähistus (2)

Tähis Sisu
T Termotöödeldud T1 jahutatud vormimist-lt, LV T2 jahutatud vormimist-lt, kalestatud, LV T3 karastatud, kalestatud, LV T4 karastatud, LV T5 jahutatud vormimist-lt, KV T6 karastatud, KV T7 karastatud, ülevanandatud T8 karastatud, kalestatud, KV T9 karastatud, KV, kalestatud