![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Цементуемые стали
Для упрочнения поверхности стальных деталей используют химико-термическую обработку (цементацию, нитроцементацию, азотирование), а также поверхностную закалку. Цементация и нитроцементация обеспечивают максимальную несущую способность деталей. Оптимальное сочетание прочности и износостойкости упрочненных слоев, а также прочности и вязкости сердцевины имеют цементуемые стали с С = 0, 10 ÷ 0, 25 %. После насыщения поверхности углеродом или одновременно углеродом и азотом детали подвергают закалке и низкому отпуску. Упрочненный слой должен иметь толщину не менее 0, 5-0, 6 мм. Толщиной слоя принято считать сумму толщин заэвтектоидной, эвтектоидной и переходной зон. Несущая способность детали определяется эффективной толщиной слоя, в которой С > 0, 4 %. На внутренней границе этой зоны твердость равна 50 HRCэ, а на поверхности детали твердость должна быть равна 56-63 HRCэ. Для того чтобы в упрочненном слое распределение углерода по толщине было равномерным, используют диффузионное выравнивание. Оптимальная структура упрочненного слоя представляет собой мартенситную матрицу с содержащимися в ней карбидами и остаточным аустенитом. Карбиды располагаются в виде мелких округлых частиц в заэвтектоидной зоне слоя на глубине 0, 1-0, 25 мм от поверхности. Эти карбиды увеличивают сопротивление деталей изнашиванию. Остаточный аустенит ускоряет приработку зубчатых пар, а в деталях под нагрузкой способствует релаксации напряжений, снижая их максимум. В этом отношении особенно эффективен азотистый аустенит, получаемый при нитроцементации. Допустимое количество остаточного аустенита определяется условиями эксплуатации деталей: при 10-15 % он не сказывается существенно на долговечности зубчатых колес, при количестве около 40 % — снижает контактную выносливость тяжелонагруженных зубчатых колес. Отдельную группу образуют теплопрочные комплексно-легированные стали. Они сохраняют высокую твердость и прочность при температуре выше 200 °С благодаря повышенному содержанию хрома и легированию молибденом вольфрамом и ванадием.
Чем сложнее термическая обработка цементованных деталей, тем больше их деформация и трудоемкость шлифования для получения точных размеров. Для автомобильных зубчатых передач благодаря нитроцементации с непосредственной закалкой в масле можно или обойтись без шлифования, или существенно уменьшить припуски на шлифование. Деформация нитроцементованных колес меньше, чем цементованных, благодаря более низкой температуре процесса, меньшей толщине упрочненного слоя и меньшему содержанию в нем углерода (обычно С = 0, 7 % и N=0, 15-0, 30 %). Механические свойства цементуемых сталей после закалки и низкого отпуска — высокая прочность в сочетании с высоким сопротивлением удару, поэтому они могут использоваться как конструкционные материалы без химико-термической обработки. Теплопрочные стали используют для тяжелонагруженных шестерен летательных аппаратов. Несмотря на минимальные потери энергии в зубчатых передачах, благодаря повышению точности изготовления зубчатых колес температура на рабочих поверхностях достигает 200-300 °С при работе в масляных ваннах. Зубчатые колеса из этих сталей содержат повышенное количество карбидов в рабочем слое, так как при цементации содержание углерода доводят до 1, 2-1, 6 %.Карбиды в слое обеспечивают повышение износостойкости и предела контактной выносливости. Термическое упрочнение предусматривает высокий отпуск перед закалкой детали. Образовавшиеся во время отпуска карбиды не растворяются полностью при нагревании под закалку. Для предварительных расчетов зубчатых колес на долговечность регламентированы пределы контактной выносливости и пределы выносливости зубьев при изгибе (ГОСТ 21354-87) с учетом условий обработки колес.
|