АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Криогенная обработка металлов

Криоге́нная обрабо́тка мета́ллов — процесс обработки металлических заготовок и готовых металлических изделий при низких и сверхнизких температурах (от −30 °С вплоть до ниже −153 °С) с последующей выдержкой[1].

Криогенная обработка металлов (или обработка холодом) применяется с целью снятия остаточных напряжений, стабилизации размеров изделий (это основное назначение), уменьшения количества или полного устранения остаточного аустенита (с превращением его в мартенсит) и повышения служебных свойств (прежде всего износостойкости) изделий[2].

Процессы при криогенной обработке металлов

Во многих сталях мартенситный интервал простирается до отрицательных температур. При этом остаточный аустенит, содержащийся в закалённой стали, может быть превращён в мартенсит за счёт охлаждения изделия до температуры ниже комнатной. Этой обработке подвергают стали с содержанием углерода 0,8—1,1 %, точка окончания мартенситного превращения которых является отрицательной. При достижении этой точки в пределах от −30 до −70 °С происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит с повышением твёрдости сталей на HRC 1—3. Охлаждение стали до ещё более низких температур не имеет смысла, поскольку оно не приводит к дополнительному мартенситному превращению[3].

С увеличением содержания углерода в стали мартенситный интервал смещается в область более низких температур, что приводит к увеличению количества остаточного аустенита. Если проводить выдержку стали, закалённой в течение более 3—6 ч, происходит стабилизация аустенита и менее полное его превращение в мартенсит при дальнейшем охлаждении, что снижает эффект обработки холодом. Поэтому обработку холодом надо выполнять сразу после закалки, а после обработки холодом требуется медленное охлаждение и отпуск для снятия возрастающих при криогенной обработке напряжений[4].

Применение

При обработке холодом изделия укладывают в специальные контейнеры, которые помещают в рабочую камеру холодильной установки[5]. Возможна также обработка холодом путём погружения изделий в смесь авиационного бензина с жидким азотом на 1—1,5 часа[3].

Обработка холодом обычно применяется для инструмента (в том числе измерительного) из быстрорежущих и нержавеющей сталей и деталей шарикоподшипников с целью повышения твёрдости и восстановления изношенных деталей[4][6].

Во многих случаях для инструментальных сталей даже не требуется глубокого охлаждения ниже нуля, а достаточно охладить закалённую деталь в воде с температурой от + 5 до +10 °С. Для быстрорежущих сталей применение обработки холодом особенно эффективно, так как после закалки в них содержится значительное количество аустенита (до 25—40 %)[3].

Сразу после обработки холодом целесообразно применение низкого отпуска изделий[5].

Примечания

  1. ↑ Лопухов Г. А., Цирульников В. А., Куманин В. И., Фонштейн Н. М., Глинков Г. М., Ковалева Л. А., Самаров В. Н., Крашенинников А. И. Толковый металлургический словарь. Основные термины. — М.: Русский язык, 1989. — С. 196. — 480 с.
  2. ↑ Блантер М. С., Кершенбаум В. Я., Мухин Г. Г., Новиков В. Ю., Прусаков Б. А., Пучков Ю. А. Металлы. Строение. Свойства. Обработка (многоязычный толковый словарь) / Под научной редакцией В. Я. Кершенбаума и Б. А. Прусакова. — М.: Наука и техника, 1999. — С. 308. — 712 с.
  3. ↑ 1 2 3 Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. — М.: Металлургия, 1986. — С. 275—276. — 400 с.
  4. ↑ 1 2 Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. — М.: Металлургия, 1983. — С. 198—199. — 360 с.
  5. ↑ 1 2 Жадан В. Т., Полухин П. И., Нестеров А. Ф., Вишкарёв А. Ф., Гринберг Б. Г. Материаловедение и технология материалов. — М.: Металлургия, 1994. — С. 157. — 624 с.
  6. ↑ Афонин В. К., Ермаков Б. С., Лебедев Е. Л., Пряхин Е. И., Самойлов Н. С., Солнцев Ю. П., Шипша В. Г. Металлы и сплавы. Справочник.. — СПб.: НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья», 2003. — С. 449. — 1090 с.

Литература

Дополнительно по теме

Категории