Сталь Гадфильда — состав и свойства удивительного металла
Одним из самых интересных материалов, производимых в металлургии, можно назвать сталь Гадфильда. Это первая легированная, высокомарганцовистая сталь массового выпуска и активного применения. Из-за своих необычных свойств она применяется в тех областях народного хозяйства, где все остальные виды стали не подходят. Ее вполне заслуженно можно назвать суперсталью. Она имеет низкую твердость, но хорошую износостойкость при ударах, высоком давлении и перепадах температуры. Эта сталь подходит для использования в агрессивных средах и экстремальных условиях.
Легирование
Легирование — это изменение состава стали с помощью рассчитанного количества вспомогательных элементов, примесей, для придания ей определенных физических качеств. В числе наиболее часто применяемых легирующих составляющих значатся:
- марганец,
- титан,
- кобальт,
- вольфрам,
- алюминий,
- никель,
- хром,
- кремний,
- ванадий,
- ниобий.
Все эти добавки по-разному влияют на конечные качества получаемого сплава. Прежде чем целенаправленно добавлять в металл легирующие составляющие, люди познакомились с природными легированными сплавами, буквально упавшими с неба в виде железных метеоритов. Это железо применялось уже давно. Оно содержит до 8,5% никеля — активно применяемого сегодня легирующего элемента.
Изобретен этот вид стали был в 1882 г металлургом-англичанином Робертом Гадфильдом (был принят в почетные члены Академии Наук СССР в 1933 г.). Это высокопластичная сталь с большим содержанием марганца. Получилась эта марка стали настолько удачной, что и сейчас, практически без изменений в химическом составе, широко используется в самых разных отраслях промышленности. В СССР технологию выплавки этой стали освоили к 1936 году. В России и среди стран-членов Содружества Независимых Государств она известна под маркой 110Г13Л (или Г13Л). Литера «Л» обозначает, что эта сталь — для литья. Требования регламентируются ГОСТом 977-88 и его аналогами за рубежом.
Область применения
Изготавливают из нее части механизмов, рельсовые крестовины, стрелочные переводы, сердечники для прокатки труб, гусеничные траки, броневые листы, детали дробилок, козырьки землечерпательных машин, все устройства, где требуется особая стойкость к износу при больших давлениях, ударным нагрузкам и истиранию. До 80-х годов из нее изготавливались защитные шлемы для солдат в британской и американской армиях. За двадцатый век их было выпущено порядка 30 миллионов штук. Эти шлемы — лишь один из способов использования стали Гадфильда. В 20-х годах из нее начали изготавливать траки для танков — это та часть гусениц, которая подвергается наибольшему воздействию и истиранию при передвижении тяжелых машин. Изготовленные из этой стали они позволили увеличить пробег техники без ремонта гусениц или их замены почти в 10 раз, с 500 км до 4800 км.
Сталь Гадфильда очень важна, она стала незаменимой в военной промышленности и танкостроении. С течением времени этот вид стали начали применять и в других областях деятельности.
Состав и свойства
Процентный химический состав стали Гадфильда таков:
- Fe — 82%,
- Mn — 11,5-15%,
- C — 0,9-1,6%,
- Si — 0,3-1%,
- другие составляющие — до 5%.
При таком проценте марганца и углерода сталь имеет аустенитную структуру. Именно она придает металлу повышенную стойкость к износам и склонность к увеличению прочности при нарушении геометрии первоначальной формы в результате удара. Аустенит — это структура металла, определяющая его технические характеристики, которые невозможно получить в другом состоянии, так как при изменении строения изменяются и свойства. Это твердый раствор углерода и легирующих компонентов в железе. Количество углерода и количество марганца в сплаве прямо связаны между собой. При увеличении количества углерода, необходимо увеличивать и содержание марганца. Длительность эксплуатации защитных покрытий, изготовленных из стали Гадфильда (футеровок), зависит именно от количества углерода в металле. Так как марганец — активный металл, то сталь Гадфильда имеет повышенную слабость к коррозии, это существенный недостаток этого сплава.
Изделия из этой стали требуют особого ухода для защиты от коррозионного разрушения.
Упрочнение
Упрочнение при ударной деформации, или нагартовка — это процесс, применяемый для увеличения прочности металла, которое не может быть получено термическим воздействием (закалкой). Эта технология обработки направлена на изменение формы изделия методом холодной ковки, пластической деформации, ввода в металл механической энергии. В результате чего твердость сплава повышается, увеличивается его прочность, но уменьшается пластичность.
А невозможность закалки стали Гадфильда с получением привычного эффекта — упрочнения закаляемой детали – заметил сам изобретатель этого вида металла. При попытке закалить образец выяснилось, что металл стал не тверже, а мягче. Замена сред закалки не помогла, образец оставался мягким. Неожиданным было и то, что новая сталь не поддавалась ни токарной, ни фрезерной обработке. При попытке отковать образец холодным способом, без нагрева, участки, подвергнувшиеся ударам молота, стали твердыми. И чем большее количество ударов они получали, тем тверже становились. Попытка обработать металл напильником также закончилась неудачей. Чем сильнее был нажим напильника, тем сильнее было сопротивление металла, образец становился все более твердым.
Из-за невозможности перепилить прут из стали Гадфильда напильником, она применяется для изготовления тюремных решеток. При попытке перерезания прутка такой решетки, происходит сильный наклеп той части, которая подвергается воздействию. Значительно увеличивается твердость стали, до твердости самого напильника и даже выше. В результате попытка перепилить тюремную решетку обречена на провал.
Что такое наклеп?
Наклеп — увеличение прочности металлов и сплавов вследствие изменения их структуры в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации. То есть температуры, при которой на месте потерявших форму, вытянутых зерен металла начинают возникать и расти новые зерна с неискаженной решеткой, правильной округлой формы. При наклепе металла его плотность уменьшается, происходит это из-за нарушения порядка в расположении атомов, искажения атомной решетки, образования микропор, увеличения плотности дефектов. Уменьшение плотности означает увеличение удельного объема единицы массы. Наружный наклепанный слой стремится расшириться, а внутренние не позволяют ему этого сделать. В металле возникают остаточные сжимающие напряжения. Они бывают очень полезными, так как способны приостанавливать процесс появления и увеличения поверхностных усталостных трещин.
Нельзя гарантировать равномерное постоянство удельных давлений в шарнире в пределах от 80 до 200 кг/см, при которых проявляется способность стали к наклепу, и тем самым выявляется ее свойство противостоять износу. Ниже этих показателей наклеп стали Гадфильда не наблюдается, а выше — возникает ее остаточная деформация, соответственно нельзя полноценно использовать её способности. Многочисленные наблюдения за работой тракторов СТЗ НАТИ в поле показали, что после примерно тысячи часов эксплуатации износ отверстий проушин шарнирных соединений равен 0,3 — 0,4 см, а в результате полутора-двух тысяч часов работы проушины истираются практически на всю толщину стенки 0,8 см или разрушаются ранее.
Изменение свойств сплава
Когда металл подвергается механическому воздействию, в нем образуются микроскопические дефекты — дислокации, если такое воздействие продолжается, эти дефекты начинают смещаться и взаимодействовать. Они образуют новую структуру материала, которая сопротивляется дальнейшему пластическому изменению формы. Эта структура увеличивает способность металла сопротивляться прилагаемым усилиям, повышает предел текучести материала и снижает его вязкость. Это очень важно для тех металлов и сплавов, которые не упрочняются при термообработке.
При комнатной температуре сталь Гадфильда практически немагнитна, но, после холодной деформации, появляются магнитные свойства. Это явление сопровождается появлением в структуре металла плотных плоскостей скольжения дислокаций, которые дробят зерна на отдельные блоки. Открытием Гадфильда и Хопкинсона стало то, что испытание образца стали на разрыв, придало ему слабомагнитные свойства. Появление ферромагнетизма показывает, что после такого вида нагрузок, часть металла переходит в состояние а-железа.
Способы обработки
Холодная обработка металлов давлением — известный способ намеренного создания наклепа. Типичными технологическими процессами такой обработки металлов являются волочение, холодная ковка, прокатка, прессование (экструзия). Если переусердствовать с обработкой, то деталь из стали Гадфильда может развалиться на куски из-за усиливающихся внутренних напряжений, которые ее разрушают. Поэтому при обработке, например, лезвия ножа, которое рекомендуется слегка отбить перед итоговой заточкой, или отбивке косы (а это и есть холодная ковка), нужно наносить очень легкие удары и внимательно относиться к отдаче от молотка. Как только он начинает отскакивать, значит пора прекращать удары, иначе лезвие может раскрошиться.
Из-за высокой вязкости стали Гадфильда, детали из нее практически не могут обрабатываться режущими инструментами. Для массового изготовления продукции из этой стали подходит только литье. Формы для отливки должны быть выполнены очень тщательно, чтобы изготовленные детали не подвергать дополнительной обработке. После отливки изделия и застывания металла, качество стали достаточно низкое, так как на границе зерен аустенита есть мелкие включения карбидов, которые легко образуют трещины между зернами и приводят к быстрому разрушению. Токарная обработка возможна лишь с применением быстрорежущих сталей с высокой теплостойкостью. То есть инструмент, при возникающих в режущей кромке высоких температурах, должен сохранять высокую твердость и противостоять износу.
Особенности закалки и сварки
Для устранения низкого качества стали после застывания отливки, ее подвергают своеобразной закалке (отличающейся от привычной, повышающей твердость металла) при температуре, в зависимости от количества углерода в сплаве, от 900 до 1100 градусов.
- Если углерода 1%, то температура должна быть не ниже 900 градусов.
- Если углерода 1,5% — 1000 градусов.
- При количестве углерода на уровне 1,6% — температура нагрева выше 1050 градусов.
Нагрев должен быть очень медленным, не более 150 градусов в час, с последующей выдержкой в зависимости от размеров отливки и заключительным охлаждением водой.
При толщине отливки в 30 мм потребуется 4 часа выдержки, а в 125 мм — сутки. Такая обработка полностью убирает наклеп, переводит металл в аустенит, выравнивая его структуру. Соответственно твердость стали после закалки низкая, а вязкость высокая.
При сварке этого вида стали обязательно нужно учитывать ее особенности. В зоне термического воздействия и в наплавленном металле, из-за изменения при нагреве аустенитной структуры металла в мартенситную, высока вероятность появления холодных трещин из-за низкой, в 4-6 раз меньше, по сравнению с другими видами сталей, теплопроводности и увеличенного в 1,9 раз коэффициента теплового расширения. Есть вероятность появления и горячих трещин, так как литейная усадка стали Гадфильда более чем в полтора раза больше, чем любой малоуглеродистой стали. Поэтому рекомендуется сварочные работы проводить в проточной воде, либо, в крайнем случае, с последующим охлаждением шва.
Питтинговая коррозия металлов — причины и этапы образования
Многие считают, что любой металл можно защитить с помощью специального оксидного покрытия, которое будет препятствовать возникновению коррозии. Однако существует особый тип коррозии под названием питтинг, который затрагивает металлы с защитным покрытием. В большинстве случаев питтинговая коррозия затрагивает лишь верхний оксидный слой металла, а вглубь проникает достаточно медленно.
Но как именно возникает питтинг-ржавчина? Правда ли то, что существует коррозия нержавеющих сталей? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.
Что такое питтинговая коррозия?
Питтинговая коррозия — такая разновидность, при которой на поверхности металла образуются так называемые питтинги.
Подобная коррозия затрагивает железные сплавы, медные, алюминиевые, на основе хрома и так далее. Питтинговая коррозия возможна даже на нержавеющей стали.
Питтинг обычно затрагивает различные металлоконструкции, которые контактируют с соленой водой (обычно это различные прибрежные участки). Связано это с тем, что для запуска реакции питтинга нужен избыток так называемых ионов-активаторов, которые будут вытеснять кислород из оксидной защитной пленки — а подобные вещества в обильных количествах содержатся именно в воде.
Обратите внимание, что сперва питтинг обычно затрагивает внешние слои оксидной пленки металла, однако по мере распространения ржавчины он может захватывать весь металл целиком. Питтинговая коррозия нержавеющих сталей возникает обычно в случае комбинации сразу нескольких факторов.
Причины
Основные причины появления питтинг-коррозии:
Механическая деформация
Это может быть вмятина, царапина, растрескивание в области удара и прочее. Этот фактор является ключевым, поскольку на многих металлических сплавах на поверхности есть достаточно тонкий защитный слой, который предотвращает коррозию. Соответственно при повреждении этого слоя металл становится беззащитным перед ржавчиной.
Неоднородность структуры
Этот фактор тоже является очень важным, поскольку неоднородности часто создают небольшие очаги, где со временем заводится ржавчина. Неопытному инженеру может показаться, что этот фактор опасен только для низкокачественного металла и стали, однако это не совсем так.
Действительно, низкокачественные сплавы имеют неоднородную структуру и ржавеют значительно чаще, однако неоднородная структура может появиться также у обработанных деталей, на которые забыли нанести защитное покрытие. Простой пример: при сверлении отверстия была нарушена целостность внешней антикоррозийной пленки — это привело к появлению ржавчины.
Высокая шероховатость поверхности
Если поверхность какого-либо объект является очень шероховатой, то в таком случае на ней вряд ли сможет удержаться антикоррозийное покрытие. Поэтому появление на такой поверхности ржавчины — лишь дело времени.
Также обратите внимание, что здесь действует одно простое правило — чем более шероховатая поверхность будет у металла, тем скорее она начнет покрываться питтинг-коррозией. Однородный гладкий металл обладает большой устойчивостью к коррозии.
Агрессивные среды
Контакт с агрессивными средами (кислоты, вода с большим содержанием солей, щелочи и так далее). Агрессивные среды также могут повреждать внешний антикоррозийный слой, что со временем приведет к образованию питтинга.
Обратите внимание, что разные вещества влияют на металл по-разному — если морская вода при краткосрочном контакте не наносит каких-либо повреждений, то при контакте с сильными кислотами повреждение стали может возникнуть моментально. Поэтому нужно соблюдать правила хранения и обработки металлов.
Этапы образования питтинговой коррозии
Главной опасностью питтинг-коррозии является быстрое распространение. Дело все в том, что по мере образования ржавчины разрушается внешний защитный слой, поэтому питтинг-коррозию не удается локализовать на каком-либо участке.
Даже самый маленький питтинг-фрагмент растет и увеличивается в размерах, а при отсутствии своевременной обработки коррозия очень быстро захватывает весь металл целиком, что делает его бесполезным и даже опасным (скажем, когда речь идет о навесной металлической конструкции).
Питтинговая коррозия по металлу распространяется в несколько этапов:
- Питтинг возникает в местах с поврежденным антикоррозийным покрытием (царапины, трещины, вмятины и так далее), а также в случае неоднородной структуры металла. Еще одна локализация — это обработанный металл, на который по какой-либо причине не нанесли защитное покрытие.
- На химическом уровне питтинг происходит следующим образом: ионы-активаторы под действием электрохимических сил вытесняют кислород из оксидной пленки, которой покрыт металлический лист или изделие. Это приводит к постепенному разрушению внешнего слоя металла с образованием характерных язв и пятен коричневато-рыжего цвета.
- По мере разрушения оксидной пленки ржавчина захватывает все новые участки поверхности металлического объекта, что приводит к ухудшению его физических свойств (теряется плотность, твердость, прочность и так далее). Реакция окисления идет по электрохимическому сценарию за счет вытеснения кислорода из оксидной пленки.
- После полного уничтожения оксидной пленки питтинг начинает проникать вглубь металлического сплава — наступает так называемый диффузный этап. Скорость протекания диффузного питтинга достаточно низкая, а полное ржавление может занять большое количество времени.
Обратите внимание, что иногда может происходить самопроизвольная пассивация металла, что приводит к замедлению образования ржавчины. На практике подобный сценарий встречается достаточно редко, хотя подобные случаи и встречаются. Обратите внимание, что в случае перехода питтинга на диффузный этап пассивация невозможна по физическим причинам.
Классификация питтинговой коррозии
Существует несколько видов питтинга:
- Поверхностный. При таком сценарии ржавчина затрагивает исключительно верхнюю поверхность металла. Распространяется она в виде небольших тонких линий диаметром 1-3 мм. Поверхностная ржавчина на начальном этапе обычно захватывает углы, однако со временем она начинает распространяется в горизонтальном направлении по всей поверхности металлического элемента.
- Открытый. При таком сценарии ржавчина распространяется в виде частых крупных точек, диаметр которых составляет 2-5 мм. На поверхности сперва образуется несколько точек, которые располагаются далеко друг от друга. Со временем количество точек пропорционально растет и они захватывают всею поверхность металлического объекта.
- Закрытый. При таком сценарии питтинг захватывает сперва внутреннюю поверхность металлической пленки. Распространение коррозии обычно идет в виде коротких линий или широких окружностей среднего диаметра (5-15 мм). Данный сценарий встречается достаточно редко. Он является самым губительным и опасным в связи со сложностью его своевременного обнаружения. Такая коррозия проявляется на поверхности только на позднем этапе роста ржавчины, когда спасти металл уже невозможно.
Защита металлических объектов
Главным способом защиты нержавеющей стали и металла от питтинг-коррозии является пассивация. Для обработки обычно используется специальный раствор на основании азотной и лимонной кислот. При необходимости кислотный раствор для пассивации может усиливаться различными вспомогательными добавками. Некоторые инженеры добавляют в раствор ферроцианид калия в концентрации 2-3%.
Цель пассивации — это замедление коррозии вплоть до полного прекращения образования новой ржавчины. Пассивирующий кислотный раствор в данном случае выполняет роль новой защитной пленки, которая образуется на поверхности во время пассивации.
Помимо пассивации могут применяться другие вспомогательные меры защиты:
- Заделывание трещин и дефектов. Одной из главных причин появления ржавчины является нарушение целостности оксидной пленки в результате внешних дефектов. Если такие повреждения вовремя заделывать, то ржавчина не успеет образоваться.
- Удаление неровностей и шероховатостей. Ржавчина часто появляется на неровных поверхностях. Зачистка поверхности металла будет надежно защищать деталь.
- Нанесение хромированного покрытия. Некоторые стали можно защитить с помощью нанесения дополнительного покрытия на основе хрома. Этот элемент препятствует образованию ржавчины.
Заключение
Питтингом называют особую форму ржавчины, которая захватывает защитный оксидный слой металла. В большинстве случаев ржавчина распространяется в виде небольших точек и длинных полос. На позднем этапе могут образовываться большие пятна неровной формы и длинные полосы-язвы.
Главные причины образования питтинга — механические дефекты, химические повреждения, наличие неровностей и так далее. В зависимости от характера ржавчины различают несколько видов питтинга — открытый, закрытый, поверхностный и так далее. Основным методом защиты металла от питтинга является пассивация, а также своевременная обработка локальных дефектов.
Список используемой литературы:
- Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ» / Гл. ред. Пирогов В.Д.. — Екатеринбург: ИД «Оригами», 2009.
- Акимов Г. В., Основы учения о коррозии и защите металлов, М
- Томашов Н. Д., Теория коррозии и защиты металлов, М
- Батраков В. П., Теоретические основы коррозии и защиты металлов в агрессивных средах, в сборнике: Коррозия и защита металлов, М. , 1962
- http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3373.html
Нагартовка – как без нагрева заставить металл быть крепче? + видео
Безусловно, упрочнение металлов весьма важно, ведь большинство узлов машин и механизмов работают в неблагоприятных условиях, способствующих возникновению разных дефектов, и одним из способов добиться износоустойчивости является нагартовка стали.
1 Явление наклепа и нагартовки – зачем оно нужно?
Наклеп является одним из видов упрочнения металлов и их сплавов путем пластической деформации, проходящей при температуре, которая ниже температуры рекристаллизации. Осуществляется этот процесс через изменение структуры материала и фазового состава. Явление наклепа сопровождается дефектами кристаллической решетки, выходящими на поверхность образца. В результате увеличиваются твердость и прочность, но при этом снижаются такие характеристики, как ударная вязкость, пластичность и сопротивляемость материала деформации противоположного знака, также снижается и его устойчивость к коррозии.
У ферромагнитных же металлов, например у железа, возрастает коэрцитивная сила, а магнитная проницаемость, напротив, становится меньше. Остаточная индукция при небольших степенях деформации падает, но если этот параметр увеличить, то она резко возрастет. Кроме того, более пластичные материалы создают большее трение, наклеп деформируемого металла упрочняет его и, соответственно, данный показатель становится ниже.
Что же насчет нагартовки, так она, по сути, является тем же наклепом. Просто последний может быть полезным либо вредным (неумышленным). Например, в результате резанья происходит интенсивный наклеп, металл упрочняется и становится более хрупким, хотя мы не хотели такого результата. В общем, все произошло само собой, без нашего желания и потребности. А вот нагартовка – это осознанное упрочнение, когда хотят добиться такого эффекта.
2 Наклеп металла – типы и физика этого процесса
Данное упрочнение бывает двух видов. В случае если в металле произошли фазовые изменения, в результате чего образовались новые фазы, имеющие иной удельный объем, то такой процесс будет, соответственно, называться фазовым наклепом. А когда изменения кристаллической решетки произошли в результате воздействия каких-то внешних сил, то это будет деформационный. Он, в свою очередь, делится на центробежно-шариковый и дробометный наклеп.
Так, при первом на обрабатываемую поверхность воздействуют шарики, которые располагаются на периферии обода и затем отбрасываются вглубь гнезда. Дробеструйное (дробометное) упрочнение достигается посредством кинетической энергии быстрого потока (его скорость достигает 70 м/с) круглой дроби диаметром в пределах от 0,4 до 2 миллиметров. Часто для этой цели используют чугунные, керамические, стальные элементы.
Разберемся в физике этого процесса. Если на металл производить некую нагрузку, которая будет превышать предел текучести, то при этом возникнут напряжения, а после снятия давления материал будет деформирован. В случае же повторного «нагружения» способность данного изделия к пластическим деформациям снизится, и его предел текучести повысится до значения возникших ранее напряжений.
Вообще, пластическая деформация является следствием перемещения дислокаций. И пара движущихся дефектных линий в кристаллической решетке способна породить сотни новых, результатом этого является повышение предела текучести. Но такое явление значительно отражается на строении металла. Его решетка искажается, а беспорядочно ориентированные кристаллы поворачиваются осями наибольшей прочности вдоль направления деформации. И чем последняя окажется больше, тем заметнее будет увеличиваться степень структурированности, другими словами, все зерна станут ориентированы одинаково. При этом мнение, будто зерна измельчаются, весьма ошибочно, они только лишь деформируются, сплющиваются, но сохраняют площадь поперечного сечения.
Таким образом, наклеп металла представляет собой физический процесс, в результате которого изменяется кристаллическая структура материала, и металл становится более прочным, твердым, но в то же время и хрупким.
3 Нагартовка – оборудование и технологический процесс
Данный способ упрочнения нашел свое применение в том случае, когда необходимо повысить устойчивость деталей к растрескиванию, а также предотвратить усталость материала
Как говорилось выше, данное явление может быть желаемым и наоборот. Желательное (полезное) – его называют нагартовкой – в основном применяют, когда нет возможности упрочнить металл путем термической обработки, также тогда находят свое применение операции, осуществляемые путем холодного деформирования.
Что же насчет вредного наклепа, так здесь тоже все понятно, он возникает как бы сам собой и является нежелательным результатом какого-либо механического воздействия. Таким образом, проводить дальнейшую обработку металла зачастую становится невозможно, потому что можно повредить как инструмент, так и само изделие. Еще одним поводом для нежелательного упрочнения может служить нагрузка, повторявшаяся несколько раз, и в каждом случае было превышение предела текучести материала. Вследствие чего металл может быть подвержен полному разрушению.
В случае, когда необходимо вернуть образцу первоначальные свойства, производят снятие наклепа. Осуществляется данная процедура путем нагревания металла, так как тогда движение атомов становится более интенсивным, что способствует протеканию процессов, которые возвращают его в более устойчивое состояние.
Но если температуру и дальше увеличивать, тогда атомы становятся все более и более подвижными, в результате чего появляются новые равноосные зерна. Данное явление носит название рекристаллизационный отжиг. Этот процесс является по своей сути диффузионным, первыми возникают зародыши новых зерен в местах, где плотность дислокаций повышена и сосредоточены наибольшие искажения кристаллической решетки. Далее же происходит рост очагов в результате перехода атомов от проблемных участков. В конце концов деформированные зерна исчезают полностью, а металл состоит из новых, равноосных. Так становится видно, что наклеп и рекристаллизация являются противоположными процессами.
Технология наклепа и нагартовки металла, лента, в Адлере
В металлопрокатной промышленности нагартовкой или деформационным упрочнением называется управляемый технологический процесс, который применяют для увеличения твердости металлов, повышения его прочностных характеристик. Эта технология применяется к тем материалам, которые не могут быть уточнены термообработкой. Закалку не применяют для изменения механических свойств проката из медных, алюминиевых сплавов, низкоуглеродистых сталей, сплавов хрома с никелем. Для таких материалов деформационное упрочнение является единственным способом для увеличения прочностных характеристик.
Чем отличается нагартовка от наклепа
Определения нагартовка и наклеп используются для обозначения процесса изменения структуры металла, а также повышение его твердости в результате внешнего воздействия. При этом в понятие наклепа входят как естественные процессы, происходящие в структуре металла, так и управляемые специальными методами обработки.
По своему происхождению наклеп бывает:
- Фазовым. В этом случае структурные изменения вызваны фазовыми, происходящими в результате термообработки металла.
- Деформационным. Упрочнение и повышение твердости происходит в результате воздействия внешних сил.
В частности, фазовый наклеп (нежелательный) возникает при резке сплавов, обладающих пластичностью и мягкостью. Слишком глубокий рез при большой толщине заготовки, выполненный с большой скоростью, становится причиной интенсивного наклепа, снижения пластичности металла, повышения хрупкости.
В отличие от наклепа нагартовка — это управляемый процесс. Наклеп не всегда приносит пользу. При наклепе снижаются пластические свойства материалов. Например, пластичность низкоуглеродистых сплавов стали снижается более чем в 5 раз. Параллельно происходит снижение устойчивости металла к механическим воздействиям — нагрузкам на разрыв, растяжение, сжатие и изгиб.
Для снятия наклепа применяют термообработку — рекристаллизационный отжиг. Одновременно с повышением пластичности снижается хрупкость металла. Необходимость снятия наклепа возникает при изготовлении металлоизделий, от которых требуется гибкость, пластичность, податливость механической обработке вытяжкой.
Как выполняется деформационное упрочнение
Контролируемый наклеп или нагартовка металла позволяет изменять механические свойства металла, получать изделия с заданными характеристиками.
Обработку заготовок и готовых металлоизделий проводят при помощи дробеметов. Это оборудование, которое создает направленный поток абразивных частиц в процессе дробеметной обработки поверхности. По принципу действия оборудование бывает пневматическим и механическим. Установки первого типа используют для работы силу сжатого воздуха. В механических установках скорость потоку абразива придает центробежное колесо.
Применение дробеметного оборудования позволяет обрабатывать как плоские заготовки простой формы, так и изделия со сложной конфигурацией. Эта технология относится к самым эффективным средствам увеличения срока эксплуатации деталей. Например, после наклепа количество циклов нагружения пружин и рессор до излома увеличивается в 2,5-4 раза.
Принцип нагартовки (наклепа)
В процессе дробеструйного наклепа турбина выбрасывает стальную или чугунную дробь на обрабатываемую поверхность. При ударах дроби о поверхность происходят изменения в структуре поверхностных слоев металла. В результате механической обработке на поверхности, которая подвергается обработке, создаются остаточные напряжения сжатия, которые повышают сопротивляемость к износу, усталости металла, коррозионным процессам под нагрузкой.
Возникновения сжимающих напряжений объясняется следующим образом. Направленные ударные воздействия, производимые дробью, должны вызывать увеличение поверхности. Однако изменению формы препятствуют нижележащие слои металла. Результатом становится уплотнение поверхности, увеличение прочности и твердости металла.
Нагартовка дробью, как правило, является заключительным этапом изготовления изделий, который проводится после механической и термической обработки.
Оборудование, предназначенное для деформационного упрочнения, полностью автоматизировано и контролируется электроникой. Скорость потока абразива и количество дробинок регулируется автоматически.
Всё о цветных металлах и сплавах (бронза, медь, латунь и др)
Деформационно упрочняемые сплавы чаще называют «не упрочняемые термической обработкой». Такое «негативисткое» и громоздкое определение звучит весьма неконструктивно, так как ничего не сообщает о таком полезном их свойстве, как способность упрочнения пластической деформацией, по-другому — нагартовкой, и еще по-другому — наклепом. На наш взгляд, определение «деформационно упрочняемые» звучит аналогично определению «термически упрочняемые» и, поэтому, значительно более информационно и оптимистично.
Эти сплавы принадлежат к сериям 1ххх, 3ххх, 5ххх и 8ххх. Строго говоря, все металлы и сплавы способны упрочняться деформацией, но для алюминиевых сплавов этот термин применяется только для тех сплавов, которые не способны упрочняться за счет процессов старения. Эти сплавы получают свое состояние путем последовательных горячих и холодных формообразующих операций (например, прокатка листов) в комбинации с одним или несколькими промежуточными и/или окончательными отжигами.
Природа наклепа и нагартовки
Эффект деформационного упрочнения, которое обычно называют наклепом или нагартовкой, заключается в модификации структуры материала путем пластической деформации. Это происходит при изготовлении полуфабриката в ходе операций прокатки или волочения, а также при операциях формовки заготовок или полуфабрикатов, например, гибке.
См. Отличие наклепа от нагартовки
Деформационное упрочнение сопровождается повышением механической прочности и твердости, а также снижением пластичности, то есть снижением способности материала к деформированию. Чем больше степень деформирования или скорость деформационного упрочнения, тем больше проявляется этот эффект.
Уровень механических свойств, который может достигаться деформационным упрочнением зависит от химического состава сплава. Например, сплав 5083 (АМг4,5), который содержит от 4,0 до 4,9 % магния, приобретает бОльшую твердость, но и более ограниченную способность к деформации, чем сплав 5754(аналог АМг3), у которого магния только от 2,6 до 3,6 %.
Однако постепенное повышение прочности всегда достигает предела, выше которого дальнейшее деформирование становиться трудным или даже невозможным. Поэтому, если деформационная обработка сплава должна быть продолжена, то метал необходимо «умягчить» термической обработкой – отжигом.
Технологический смягчающий отжиг алюминия
Способность обрабатываемого металла к дальнейшему деформированию может быть восстановлена видом термической обработки, который называется «отжиг».
В ходе этого процесса, который выполняется при температуре выше 300 ºС, твердость и прочность металла снижаются понемногу – происходит восстановительный отжиг. Затем прочностные характеристики падают более резко – происходит процесс рекристаллизации — и, наконец, они достигают минимальных величин, соответствующих механическим свойствам отожженного металла.
Эти процессы восстановительного и рекристаллизационого отжига сопровождаются модифицированием текстуры и размера зерен металла. В ходе рекристаллизации происходит реорганизация сплава к новой зеренной структуре.
Стоит отметить, что для одной и той же прочности на растяжение пластичност
Наклёп — Википедия. Что такое Наклёп
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Наклёп (нагарто́вка) — упрочнение металлов и сплавов вследствие изменения их структуры и фазового состава в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации. Наклёп сопровождается выходом на поверхность образца дефектов кристаллической решётки, увеличением прочности и твёрдости и снижением пластичности, ударной вязкости, сопротивления металлов деформации противоположного знака (эффект Баушингера).
Виды наклёпа
Различают два вида наклёпа: фазовый и деформационный. Деформационный наклёп является результатом действия внешних деформационных сил. При фазовом наклёпе источником деформаций служат фазовые превращения, в результате которых образуются новые фазы с отличным от исходной (-х) удельными объёмами.
Деформационный наклёп
- Дробеструйный наклёп — упрочнение, которое достигается за счёт кинетической энергии потока круглой чугунной или стальной дроби, а также других круглых дробей, например керамической, направляемым скоростным потоком воздуха или роторным дробомётом.
- Центробежно-шариковый наклёп (нагартовка) — создаётся за счёт кинетической энергии шариков (роликов), расположенных на периферии обода, которые взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью и отбрасываются вглубь гнезда.
Перенаклёп
При значительных деформациях вследствие перенаклёпа в материале возникают поры, субмикротрещины и другие дефекты. Такое состояние металла (сплава) называется перенаклёпом. Перенаклёп — одна из причин хрупкости, а также снижения конструкционной прочности сплавов.
Разупрочнение
При нагреве, например, во время отжига, подвергнутого наклёпу металла происходит его разупрочнение вследствие развития процессов отдыха, полигонизации, рекристаллизации.
Упрочнение деталей наклёпом
В машиностроении наклёп используется для поверхностного упрочнения деталей. Наклёп приводит к возникновению в поверхностном слое детали благоприятной системы остаточных напряжений, влияние которых главным образом и определяет высокий упрочняющий эффект поверхностной пластической деформации (ППД), выражающийся в повышении усталостной прочности, а иногда и износостойкости. Для получения упрочненного наклёпом поверхностного слоя заготовку подвергают обработке различными видами ППД, например, обкатка роликами, дробеструйная обработка, поверхностное дорнование и др.
Литература
- Шведков Е.Л., Денисенко Э.Т., Ковенский И.И. Словарь-справочник по порошковой металлургии. — К., 1982. — 272 с.
- А. П. Гуляев «Металловедение» Москва издательство «Металлургия» 1977.
Лучший инструмент для фреттинга — отличные предложения на инструменты для фреттинга от мировых продавцов инструмента для фреттинга
Отличные новости !!! Вы попали в нужное место, чтобы купить инструменты для фреттинга. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший инструмент для фреттинга вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас есть инструменты для беспокойства на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в инструментах для беспокойства и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести fretting tools по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
Больше в см. — прокрутите вниз или нажмите здесь Мы полный спектр услуг по индивидуальному заказу и восстановлению Магазин.
Мечты . ….———- ~> ….. РЕАЛЬНОСТЬ !!!
Прошлые, текущие и будущие классические реставрационные проекты |
Мгновенная отправка денег | Metal Pay
Мгновенная отправка денег | Металл PayЗарабатывайте лучше, используя криптовалюту.
Зарабатывай.Послать. Используйте.
Используйте Metal Pay для покупки MTL и других криптовалют для использования в реальной жизни.
Мы заплатим вам за оплату.
Отправить деньги. Зарабатывать деньги. Это так просто.
Metal Pay — лучший способ отправить деньги.
Расплачиваться с друзьями — весело и мгновенно.
Отправка денег ничего не стоит.
Платите кому угодно и когда угодно бесплатно.
Делайте деньги лучше.
Мы полностью переосмыслили процесс оплаты, сделав его простым, увлекательным, бесплатным и полезным.
Платите людям сколько хотите через Metal Pay.
Мгновенно платите, используя остаток денежных средств, связанный банковский счет или отправляя криптовалюту.
Получайте деньги, когда платите.
Вы будете зарабатывать криптовалюту в виде металла, нашей национальной валюты,
, и вскоре вы сможете зарабатывать гораздо больше валют.
Что я могу делать с MTL?
MTL предназначен для повседневного использования, поэтому обналичивайте его в своем банке, платите кому-нибудь с его помощью или сохраняйте и смотрите, как он растет.
Откройте для себя и узнайте о тенденциях в криптографии.
Через торговую площадку вы можете покупать и продавать более 30 криптовалют прямо со своего остатка денежных средств, застрахованного FDIC.
Посмотрите, где мы доступны.
В настоящее время мы доступны в этих штатах, а остальные скоро появятся. Возвращайтесь, чтобы узнать, когда мы запускаем в вашем штате.
ekips. org — FretFind2D
FretFind2D — это инструмент для создания двухмерного грифа. FretFind2D не просто вычисляет расстояние между ладами.Он моделирует весь гриф, струны и лады, как система отрезков на двухмерной плоскости. Благодаря такому подходу он может создавать грифы для инструментов с несколько длин шкалы и непараллельные лады а также грифы для инструментов, играющих только гаммы или означающие одну гамму.
- шт.
- дюймы сантиметры миллиметры
- длина шкалы
- одиночный
- длина основной шкалы
- Длина шкалы — это продолжительность игры / выступления струна измеряется от гайки до бриджа.Возможно, правильнее было бы вдвое больше расстояния от гайки до лада октавы. Основная длина шкалы — это длина линии, проведенной из середину гайки к середине перемычки. Для инструментов с одной шкалой эта линия является перпендикуляром. биссектриса гайки и моста. Я называю эту длину «фундаментальной», потому что на стандартном инструменте с узкой гайкой и широкой перемычкой внешние струны на самом деле имеют немного большую длину шкалы.
- кратное
- длина шкалы первой струны
- Длина шкалы — это продолжительность игры / выступления струна измеряется от гайки до бриджа. Возможно, правильнее было бы вдвое больше расстояния от гайки до лада октавы. Введите фактическую длину шкалы первой (традиционной высокой E) струны.
- длина шкалы последней струны
- Длина шкалы — это продолжительность игры / выступления струна измеряется от гайки до бриджа. Возможно, правильнее было бы вдвое больше расстояния от гайки до лада октавы.Введите фактическую длину последней струны (традиционная нижняя ми).
- перпендикулярное расстояние ладов
Расстояние между перпендикулярным ладом это отношение расстояний по первой и последней струны, которые лежат на линии, перпендикулярной средней линии шеи.Это используется для управления углом наклона гайки, ладов и бриджа.
Традиционно это свойство непараллельного раздражения Гриф измеряется путем присвоения «перпендикулярного лада». «Перпендикулярное расстояние» позволяет избежать двух проблем с методом «перпендикулярного лада». Во-первых, возможно, что ни один лад не попадает в это перпендикулярное положение.При «перпендикулярном расстоянии» мы избегаем дробных ладов. Во-вторых, возможно и даже вероятно с грифами с разным темпераментом, которые когда лад пересекает гриф, он будет падать с разным соотношением струн. С «перпендикулярным расстоянием» мы избегаем сложных вычислений. и получить более предсказуемые результаты.
Значение 0 соответствует перпендикулярной гайке.Значение 1 соответствует перпендикулярному мосту. Значение по умолчанию 0,5 приводит к перпендикулярному октавному ладу. Чтобы рассчитать подходящее значение для любого лада, просто разделите расстояние лада от гайки на общую длину струны. В двенадцатитонной одинаковой темперации значения выглядят так:
Фрет П.Д. Фрет П.Д. 1 0,05613 13 0,52806 2 0,10910 14 0,55455 3 0,15910 15 0,57955 4 0,20630 16 0,60315 5 0,25085 17 0,62542 6 0,29289 18 0,64645 7 0,33258 19 0,66629 8 0,37004 20 0,68502 9 0,40540 21 0,70270 10 0,43877 22 0,71938 11 0,47027 23 0,73513 12 0,50000 24 0,75000
- индивидуальные
Опасно: экспериментально !!!
- длины струнной шкалы:
- Длина шкалы — это продолжительность игры / выступления струна измеряется от гайки до бриджа.Возможно, правильнее было бы вдвое больше расстояния от гайки до лада октавы. Введите фактическую длину шкалы каждой строки.
- перпендикулярное расстояние ладов
Расстояние между перпендикулярным ладом это отношение расстояний по первой и последней струны, которые лежат на линии, перпендикулярной средней линии шеи.Это используется для управления углом наклона гайки, ладов и бриджа.
Традиционно это свойство непараллельного раздражения Гриф измеряется путем присвоения «перпендикулярного лада». «Перпендикулярное расстояние» позволяет избежать двух проблем с методом «перпендикулярного лада». Во-первых, возможно, что ни один лад не попадает в это перпендикулярное положение.При «перпендикулярном расстоянии» мы избегаем дробных ладов. Во-вторых, возможно и даже вероятно с грифами с разным темпераментом, которые когда лад пересекает гриф, он будет падать с разным соотношением струн. С «перпендикулярным расстоянием» мы избегаем сложных вычислений. и получить более предсказуемые результаты.
Значение 0 соответствует перпендикулярной гайке.Значение 1 соответствует перпендикулярному мосту. Значение по умолчанию 0,5 приводит к перпендикулярному октавному ладу. Чтобы рассчитать подходящее значение для любого лада, просто разделите расстояние лада от гайки на общую длину струны. В двенадцатитонной одинаковой темперации значения выглядят так:
Фрет П.Д. Фрет П.Д. 1 0,05613 13 0,52806 2 0,10910 14 0,55455 3 0,15910 15 0,57955 4 0,20630 16 0,60315 5 0,25085 17 0,62542 6 0,29289 18 0,64645 7 0,33258 19 0,66629 8 0,37004 20 0,68502 9 0,40540 21 0,70270 10 0,43877 22 0,71938 11 0,47027 23 0,73513 12 0,50000 24 0,75000
- ширина струны у гайки
- Ширина струны у гайки — это расстояние вдоль гайки от центра. первой строки до центра последней строки.Я использую расстояние дельта x (расстояние измеряется по линии, перпендикулярной средней линии шеи) потому что я думаю это то, что вы бы почувствовали ширину, если бы играли на инструменте с разной шкалой. Это также упрощает расчет. (Обратите внимание, FretFind будет пробелом остальные строки поровну между этими двумя точками.)
- ширина струны у бриджа
- Ширина струны на мостике — это расстояние вдоль моста от центра. первой строки до центра последней строки.Я использую расстояние дельта x (расстояние измеряется по линии, перпендикулярной средней линии шеи) потому что я думаю это то, что вы бы почувствовали ширину, если бы играли на инструменте с разной шкалой. Это также упрощает расчет. (Обратите внимание, FretFind будет пробелом остальные строки поровну между этими двумя точками.)
- свес грифа
- равно
- гайка и перемычка
- первая и последняя
- все
- Выступ грифа — это расстояние от центра внешних струн до края гайки или бриджа.Для накладки грифа с несколькими масштабами это вычисляется как расстояние дельта x,
расстояние, измеренное по линии, перпендикулярной средней линии шеи.
Есть четыре режима ввода для свеса.
- Равно:
- вы вводите одно значение, и вылет будет постоянным.
- Гайка и перемычка:
- позволяет указать один вылет на гайке и другой вылет на мосту.
- Первая и последняя:
- позволяет указать один выступ для первой строки и другой для последней строки.
- Все:
- вы указываете вылет отдельно для всех четырех местоположений.
- метод расчета
- равно (корень 2)
- просто (scala)
- ! 12тет.scl ! 12 тонов ровного темперамента 12 ! 100,0 200. 300. 400. 500. 600. 700. 800. 900. 1000. 1100. 2/1
- Метод расчета определяет, как FretFind рассчитывает расположение ладов.
Есть два режима ввода.
- Равно:
- использует корень X th из двух, стандартный метод расчета равных темпераментов. Вы вводите количество тонов на октаву.
- Scala:
- использует файл SCL Scala, который позволяет указать каждый шаг шкалы точно в соотношениях или центах.Если вы заинтересованы в создании собственной шкалы, прочтите это описание Масштабный формат файла Scala. В противном случае попробуйте шкалу из архива шкалы Scala, которая находится в самом низу Страница загрузки Scala. Вы можете узнать больше о Scala на Домашняя страница Scala.
- количество ладов
- Это количество ладов, которое вы хотите вычислить с помощью FretFind.Количество ладов должно быть целым числом.
- количество строк
- Количество строк должно быть целым числом. Если вы измените количество струн, обязательно обновите секцию настройки ниже (полезно только с разными шкалами темперамента).
- тюнинг
- Введите шаг гаммы (определенной выше шкалы), на который будет настроена каждая струна.Например, стандартная гитара в тональности E будет настроена на 0, 7, 3, 10, 5, 0. Первая струна — крайняя правая струна на грифе. Этот шаг не важен для метода расчета Equal. Ввод настройки для метода расчета Scala очень вероятно приведет к частичным ладам.
- Ссылка
- Ссылка на этот дизайн
- DXF
- PDF (многостраничный)
- письмо A4
- PDF (одна страница)
- SVG
- CSV
- HTML
- ВКЛАДКА
- Кнопки отсутствуют? Для загрузки
требуется Adobe Flash Player.