БЛОГ

Как мы увеличиваем прочность металлоизделий и сроки их эксплуатации?

Изделия из металлов широко используются в разнообразных производственных сферах. Они применяются для капитального строительства, создания временных конструкций, в механизмах и всевозможных приспособлениях, для изготовления дверей, гаражей, торговых комплексов, киосков, павильонов, решеток и других промышленных отраслях.

К прочности и долговечности продукции из металла предъявляются высокие требования. Чтобы улучшить эти характеристики, используются разные производственные технологии. Рассмотрим их подробнее.

Как повысить прочность металла?

Производство металлоизделий – это ресурсоемкие и сложные операции. Чтобы поднять свойства сплавов, широко применяются две основные технологии:

•  термическая обработка. Это тепловой процесс, позволяющий повысить свойства и улучшить структуру металлов и сплавов.

•  легирование. Оно основано на добавлении в металлы специальных элементов. Легирующие компоненты существенно улучшают свойства металлоизделий. К ним относятся медь, магний, алюминий, никель, титан и многие другие.

Эти технологии способны значительно поднять эксплуатационные свойства сплавов, в частности прочность и долговечность, как отдельных конструкций, так и частей деталей/механизмов.  Рассмотрим их подробнее.

Легирование

Легирующие компоненты добавляются в результате плавки металла. Сталь может считаться низколегированной, если они составляют менее 3-ех процентов, среднелегированной – выше 3 и до 10-ти %, высоколегированной (более 10-ти %).

Легированная сталь, в зависимости от вида, становится:

•  конструкционной (большой процент хрома либо магния);

•  стойкой к коррозии и устойчивой к высоким температурам;

•  хромистой и быстрорежущей. Она применяется в производстве оборудования для дерево- и металлообработки,

В процессе легирования сталь становится прочнее и долговечнее, поскольку:

•  повышается твердость;

•  улучшается производительность оборудования, длительность эксплуатации и надежность металлоизделий;

•  поднимаются показатели сопротивляемости агрессивным действиям внешней среды, в частности кислотным и щелочным веществам, перепадам температур, влажности и пр.;

•   улучшается стойкость к износу и технологические характеристики.

Термическая обработка

Цель этой операции – изменение свойств металлоизделий методом их нагрева, затем выдержки и максимально быстрого охлаждения. Это позволяет добиться необходимых механико-физических показателей.

Термическая обработка дает возможность повысить:

•  сопротивление коррозийным процессам;

•  твердость;

•  износостойкость.

Это позволяет увеличить прочность и долговечность конструкций и изделий из различных сплавов.

Термическая обработка может быть:

1.  химической. Поверхность материалов насыщают разнообразными элементами. Они улучшают эксплуатационные качества металлов. Для такого процесса используются высокие температурные режимы и долговременные выдержки. Самые применяемые виды химической обработки – это цементация (насыщение углеродом), азотирование (используется одноименный элемент), металлизация диффузионная. Также задействуются цианирование (углерод + азот) и поверхностное легирование. Последний вариант разделяют на хромирование, алитирование либо силицирование (кремний + азот + хром) с учетом насыщающих элементов;

2.  термомеханической. Это относительно новая методика металлообработки. Она дает возможность улучшить механические качества по сравнению с традиционными способами: закалкой и отпуском. Технология основана на пластичной деформации. Также используется воздействие нагревом.

Варианты такой обработки сплавов, отличаются по режимам. Это время охлаждения, выдержка и температурные показатели нагрева.

Последний параметр зависит о количества углерода, имеющегося в стальном сплаве. Поэтому предварительно проверяют его наличие, перед подбором подходящего режима нагрева.

В процессе термообработки применяется отжиг. Это нагрев стали до определенных температурных показателей, которые позволяют добиться необходимых качеств, с сочетанием правильной выдержки, а затем и охлаждения. Он позволяет устранить неоднородную химическую структуру металла.

Также активно применяется закалка. Она представляет собой процесс нагревания стали, превышающий линию GSK на 40-50 гр. Цельсия и моментальным охлаждением впоследствии. Это даёт возможность улучшить твердость и показатели прочности стали.

При отпуске металл нагревается ниже линии температур PSK. Потом выдерживается в таком же режиме, и охлаждается в воздухе либо в масле. Цель процедуры – улучшить характеристики прочности стали. Температурные показатели нагревания – 90-600 гр. Цельсия. Точные параметры зависят от особенностей детали и требуемых эксплуатационных характеристик. Чем выше температура, тем ниже твердость и прочность, а вязкость, наоборот, больше. Отжиг может быть низко-, средне- и высокотемпературным. При первом варианте изделия отличаются высокой износостойкостью, но плохо выдерживают регулярные динамические нагрузки. Второй вариант позволяет создавать металлическую продукцию с высоким пределом выносливости. Третий – позволяет произвести детали с максимальным показателем вязкости и приемлемыми значениями пластичности и прочности.

Производство металлоизделий на стадии их термообработки требует наличия специального оборудования.  Это приборы, контролирующие тепловые режимы, печи, клещи закалочные, бачки с водой или маслом, другие инструменты и технические устройства.

Проверка результатов термообработки осуществляется серией испытаний на прочность и другие характеристики. Для этого используются твердомеры, напильники и иные рабочие изделия.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *