РЕФЕРАТ на тему: «Сущность и значение термообработки»
Оглавление
Введение.
Глава 1. Сущность термообработки.
Часть 1.Значение самого термина термообработки
Часть 2. Сама сущность термообработки.
Глава 2. Значение термообработки.
Часть 1. Термообработка в быту.
Часть 2. Термообработка металла.
Часть 3. Термообработка резины.
Вывод
Список литературы.
Введение.
История человечества длится уже на протяжении нескольких тысяч лет.
Несомненно, важную роль в жизни и выживании нации играла температура. Благодаря
ней появилась одежда и головные уборы, началось расселение людей по свету и
многое другое. Сравнительно не так давно человек в полной мере начал
использовать температуру для своих целей, но, тем не менее, она стала для нас
чем-то неотделимым от понятия «комфортные условия».
Термическая обработка – это одна из основных и важнейших
операций технологического процесса изготовления изделия, от правильного
выполнения которой зависит качество продукции
Мы используем термическую обработку в различных сферах. Будь то
кулинария, или производство металлических труб, термообработка является
неотъемлемой частью многих процессов.
Сама тема термообработки, без сомнений, в наше время вызывает интерес у
разных возрастных групп. Будь то подростки, занимающиеся ковкой металла на
уроках труда в школе, или же пенсионеры, термически обрабатывающие
шашлык – всем интересна термообработка, а тем более – её
правильное применение. Ведь недаром многие люди до сих пор ищут в сети Интернет
необходимое время для изготовления яйца «в мешочек».
Исходя из этого, мой реферат, несомненно, актуален. Ведь тема термической
обработки современная и животрепещущая, но, тем не менее, требующая тщательного
изучения.
Я ставлю цель рассказать о сущности и значении термообработки, при этом,
не изобилуя сложными и малопонятными научными терминами, что может отпугнуть
потенциального читателя. Для её достижения потребуется многое, что могло бы
вызвать трудности у обывателя.
В процессе работы над рефератом были тщательно изучены многие источники в
размере пяти штук, а также проведена чрезвычайно увлекательная просветительская
беседа с квалифицированным инженером-металлургом Пайвиной Натальей Николаевной
и заслуженным металлургом Волжского Трубного завода Пайвиным Аркадием
Александровичем на тему «различные виды термической обработки металлов и их
применение».
Глава 1. Сущность термообработки.
Часть 1.Значение самого термина термообработки
Термической обработкой называются процессы, сущность которых заключается
в нагреве и охлаждении изделий по определенным режимам, в результате чего
происходят изменения структуры, фазового состава, механических и физических
свойств материала, без изменения химического состава. То есть, при термической
обработке химический состав постоянен, в отличие от фазового состава,
механических и физических свойств.
Под термической обработкой обычные обыватели подразумевают именно
нагревание вещества, но на самом деле понятие термической обработки также
включает в себя и охлаждение вещества, а также последовательное понижение и
повышение температуры.
Возможно, данная фундаментальная ошибка возникла из-за того, что в
человеческом сознании крепко связаны слова «температура» и «тепло», а, исходя
из этого, неподготовленный человеческий мозг на основе вышеприведённого
ассоциативного ряда совершает неверные выводы и, пытаясь показать свой
интеллект, лишь усугубляет проблему неверного восприятия термина.
Вообще, сталкиваясь с термообработкой ежедневно, мы даже не подозреваем о
её постоянном присутствии в своей жизни. Сомнительно, что абстрактная типичная
домохозяйка будет рассказывать подругам о «новейшем методе термообработки
бульона при помощи микроволновой печи». Хотя, следуя теории вероятности,
следует сообщить, что такое вполне может произойти. Но, при этом, приготавливая
бульон в микроволновой печи, эта абстрактная типичная домохозяйка будет
совершать именно термическую обработку бульона.
Часть 2. Сама сущность
термообработки.
У термической обработки существует огромное количество
видов, каждый из которых применяется при конкретной надобности в нём. Так,
каждый вид имеет своё назначение. К примеру, назначение термической обработки
металлов - получение требуемой твердости, улучшение прочностных характеристик
металлов и сплавов. Термическая обработка подразделяется на термическую,
термомеханическую и химико-термическую. Термическая обработка - только
термическое воздействие, термомеханическая - сочетание термического воздействия
и пластической деформации, химико-термическая - сочетание термического и
химического воздействия. Термическая обработка, в зависимости от структурного
состояния, получаемого в результате ее применения, подразделяется на отжиг
(первого и второго рода), закалку и отпуск.
Суть термообработки заключена в изменении температуры
предмета, что, следовательно, влечёт за собой изменение структуры и свойств,
необходимое для дальнейших взаимодействий с предметом. Так, изменяя температуру
молока, на молочных заводах производят пастеризацию, что позволяет избавиться
от бактерий и сделать качество полученного продукта сравнительно выше, чем
качество исходного.
Термическая обработка является одним из эффективных
способов, позволяющих изменять в значительной степени структуру металлов и
сплавов, которая состоит в нагреве металла (изделия) до определенной
температуры, выдержке и последующем охлаждении с различной скоростью.
Глава
2. Значение термообработки.
Часть 1. Термообработка
в быту.
Многие
студенты преуменьшают значение термообработки в быту, ведь не до конца осознают
её преимущества. Но опытные люди сразу готовы перечислить множество способов
применения термической обработки в обыденной жизни.
Так,
благодаря термической обработке, приготовленные продукты дольше сохраняют свою
свежесть и становятся субъективно вкуснее и съедобнее. При кипячении молока, к
примеру, срок его годности может увеличиться на один-два дня. А сваренное мясо
не начинает испускать неприятные запахи, если его забыть на три часа на
кухонном столе, в отличие от сырого.
Также,
к термической обработке причисляют отпаривание ткани и одежды. Сам процесс
отпаривания универсален и способен как обеззаразить ткань, так и удалить
небольшие складки и помятости. Обычно он выполняется при помощи специального
отпаривателя, но очень находчивые и целеустремлённые люди способны выполнить
данный процесс при помощи обычного утюга с функцией отпаривания. Кроме одежды,
постельного белья и тканей, отпаривают также ковры, текстильные предметы
мебели, а также, при особо невразумительных случаях, искусственные ёлки.
Благодаря высокой температуре, вредоносные микроорганизмы и личинки паразитов
вымирают и прекращают представлять собой угрозу для человеческого здоровья.
Стоит
упомянуть, что процесс отпаривания должен происходить на некотором отдалении от
человеческого тела, так как нередки случаи травм у самонадеянных индивидов,
решивших отпарить одежду не на вешалке или портновском манекене, а на собственном
теле.
Все
вышеперечисленные примеры включали в себя случаи использования высоких
температур, но в быту также применяют и низкие. Так, ещё в Советском Союзе
Социалистических Республик традиционно выбивали ковры именно в зимнее время
года, для придания им свежести. Но также в этом процессе погибали и многие
микроорганизмы, вздумавшие поселиться в ковре. Примерно также поступали с
подушками, вынося их на холодный балкон и оставляя на несколько часов. К чести
высоких температур необходимо дополнить этот факт тем, что в особо жаркие
летние дни подушки также проходили подобную обработку.
В
наше время от традиции выбивания ковров и обеззараживания подушек начинает
отказываться, но это ещё не повод для того, чтобы полностью не обрабатывать
предметы быта, ведь по результатов исследований, упомянутых в статьях на
протяжении уже четырёх недель в более, чем сорока одном проценте в подушке
способны образоваться грамотрицательные стержни. Эти бактерии обычно вызывают
пневмонию и другие виды инфекций.
Обобщая
всё вышеизложенное, можно с уверенностью сказать, что термообработка необходима
для поддержания гигиены и здоровья человека в его быту.
Часть 2. Термообработка
металла.
Термообработка металла является
самым частоупоминаемым видом термообработки в ресурсах сети Интернет. Самый
увлекательный и обескураживающий факт о термической обработке металла, ставший
для абсолютного большинства узнавших о нём неожиданностью, заключается в том,
что термически обрабатывают исключительно сталь.
И тогда возникает резонный и
абсолютно логичный вопрос: «Но почему именно сталь? Неужели, нет иных металлов,
достойных термически обрабатываться?». На самом деле есть, просто сейчас в
производстве задействована лишь сталь.
Вообще, назначение термической
обработки – получение требуемой твердости, улучшение прочностных
характеристик металлов и сплавов. Термическая обработка подразделяется на
термическую, термомеханическую и химико-термическую. Термическая обработка -
только термическое воздействие, термомеханическая - сочетание термического
воздействия и пластической деформации, химико-термическая - сочетание
термического и химического воздействия. Термическая обработка, в зависимости от
структурного состояния, получаемого в результате ее применения, подразделяется
на отжиг (первого и второго рода), закалку и отпуск.
Отжиг - термическая обработка
заключающаяся в нагреве металла до определенных температур, выдержка и
последующего очень медленного охлаждения вместе с печью. Применяют для
улучшения обработки металлов резанием, снижения твердости, получения зернистой
структуры, а также для снятия напряжений, устраняет частично (или полностью)
всякого рода неоднородности, которые были внесены в металл при предшествующих
операциях (механическая обработка, обработка давлением, литье, сварка), улучшает
структуру стали.
Отжиг первого рода. Это отжиг при котором не
происходит фазовых превращений, а если они имеют место, то не оказывают влияния
на конечные результаты, предусмотренные его целевым назначением. Различают
следующие разновидности отжига первого рода: гомогенизационный и
рекристаллизационный.
Гомогенизационный - это отжиг с длительной
выдержкой при температуре выше 950єС (обычно 1100-1200єС) с целью выравнивания
химического состава.
Рекристаллизационный - это отжиг наклепанной стали
при температуре, превышающей температуру начала рекристаллизации, с целью
устранения наклепаи получение определенной величины зерна.
Отжиг второго рода. Это отжиг, при котором фазовые
превращения определяют его целевое назначение. Различают следующие виды: полный,
неполный, диффузионный, изотермический, светлый, нормализованный
(нормализация), сфероидизирующий (на зернистый перлит).
Полный отжиг производят путем нагрева стали
на 30-50 °С выше критической точки, выдержкой при этой температуре и медленным
охлаждением до 400-500 °С со скоростью 200 °С в час углеродистых сталей, 100 °С
в час для низколегированных сталей и 50 °С в час для высоколегированных сталей.
Структура стали после отжига равновесная, устойчивая.
Неполный отжиг производится путем нагрева
стали до одной из температур, находящейся в интервале превращений, выдержкой и
медленным охлаждением. Неполный отжиг применяют для снижения внутренних
напряжений, понижения твердости и улучшения обрабатываемости резанием
Диффузионный отжиг. Металл нагревают до температур
1100-1200єС, так как при этом более полно протекают диффузионные процессы,
необходимые для выравнивания химического состава.
Изотермический отжиг заключается в следующем: сталь
нагревают, а затем быстро охлаждают (чаще переносом в другую печь) до
температуры, находящейся ниже критической на 50-100єС. В основном применяется
для легированных сталей. Экономически выгоден, так как длительность обычного
отжига (13 - 15) ч, а изотермического отжига (4 - 6) ч
Сфероидизирующий отжиг (на зернистый перлит)
заключается в нагреве стали выше критической температуры на 20 - 30 °С,
выдержке при этой температуре и медленном охлаждении.
Светлый отжиг осуществляется по режимам
полного или неполного отжига с применением защитных атмосфер ил в печах с
частичным вакуумом. Применяется с целью защиты поверхности металла от окисления
и обезуглероживания.
Закалка - это нагрев до оптимальной
температуры, выдержка и последующее быстрое охлаждение с целью получения
неравновесной структуры.
В результате закалки повышается
прочность и твердость и понжается пластичность стали. Основные параметры при
закалке - температура нагрева и скорость охлаждения. Критической скоростью
закалки называется скорость охлаждения, обеспечивающая получение структуры -
мартенсит или мартенсит и остаточный аустенит.
В зависимости от формы детали,
марки стали и требуемого комплекса свойств, применяют различные способы
закалки. Ниже упомянуты некоторые основные.
Закалка в одном охладителе.
Деталь нагревают до температуры закалки и охлаждают в одном охладителе (вода,
масло).
Закалка в двух средах (прерывистая закалка) - это закалка при которой деталь охлаждают последовательно в двух средах:
первая среда - охлаждающая жидкость (вода), вторая - воздух или масло.
Ступенчатая закалка. Нагретую до температуры закалки
деталь охлаждают в расплавленных солях, после выдержки в течении времени
необходимого для выравнивания температуры по всему сечению, деталь охлаждают на
воздухе, что способствует снижению закалочных напряжений.
Часть 3.
Термообработка резины.
Также,
следует упомянуть такую сферу термообработки, как термообработка резины.
Енергоёмким технологическим процессом производства резиновых изделий является
вулканизация. Однако эксплуатирующееся в настоящее время на заводах резиновых
технических изделий вулканизационное оборудование вводилось в строй в условиях,
когда технологические характеристики, объем и стоимость выпускаемой продукции
были практически главной основой оценки совершенства производства, а проблемы
качества, срока службы резиновых технических изделий и энергосбережения
выпадали из сферы первоочередных практических интересов. В результате на
заводах до настоящего времени эксплуатируются несовершенные аппараты для
вулканизации резиновых изделий, вызывающие при недостаточно высоком их качестве
большой расход энергии, затрачиваемой на нагрев и структуризацию резиновых
изделий.
С
точки зрения теплового воздействия на объект вулканизация включает нагрев
резинового изделия до определенной температуры и последующую выдержку его при
этой температуре в течение заданного по технологическому регламенту времени
вулканизации. Вследствие незначительной теплопроводности резины и ее высокой
удельной теплоемкости выбранный метод нагрева определяет продолжительность
процесса вулканизации и затраты энергии на его осуществление. Поскольку
скорость протекания процесса вулканизации в конечном итоге определяет габариты
аппарата, а, следовательно, и его стоимость, то чем выше скорость процесса, тем
меньше габаритные размеры может иметь технологический аппарат и тем ниже будет
себестоимость соответствующего процесса. Поэтому эффективность процесса
вулканизации определяется, в первую очередь, выбранным способом проведения
этого процесса и его аппаратурным оформлением.
Вывод
С
самого юного возраста нас окружает термообработка. Она является одной из
составляющих частей современного быта и производства.
Без
термической обработки невозможно приготовить полноценный традиционный сытный
ужин.
В
металлургии термическая обработка является одной из основных, наиболее важных
операций общего технологического цикла обработки, от правильного выполнения
которой зависит качество, то есть, механические и физико-химические свойства,
изготовляемых деталей машин и механизмов, инструмента и другой продукции.
Также,
неотъемлемой частью производства различных предметов является резина. И именно
благодаря термообработке мы можем полноценно ею пользоваться.
Список литературы.
1.
«Коростелева Л.
А., Баймишев Р. Х., Романова Т. Н., Долгошева Е. В., Сухова И. В., Канаев М.
А.Разработка биопродуктов функционального назначения на основе побочных
продуктов переработки молока (сыворотки)» (Разработка биопродуктов
функционального назначения на основе побочных продуктов переработки молока
(сыворотки) : монография / Л. А. Коростелева, Р. Х. Баймишев, Т. Н. Романова [и
др.]. — Самара : СамГАУ, 2022. — ISBN 978-5-88575-679-2. — Текст :
электронный // Лань : электронно-библиотечная система.
2.
Термическая
обработка металлов и сплавов
3.
В.М. Зуев
«Термическая обработка металлов» М. Высшая школа 1986 г.
4.
ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ: ПРОЦЕССЫ ТЕРМООБРАБОТКИ И ВУЛКАНИЗАЦИИ - Дворецкий
С.И.
5.
Сайт Wikipedia.org
