![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Улучшаемые стали
Улучшаемые стали легированные стали с С=0, 35÷ 0, 50 %. Оптимальные свойства эти стали приобретают после закалки и высокого отпуска при 500-650 °С. Они имеют повышенную прочности при достаточно высоких пластичности и вязкости. К улучшаемым сталям относятся следующие марки: - хромистые — 30Х, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Х; - марганцевые — 30Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2; - хромомарганцевые — 27ХГР, 40ХГТР; - хромокремнистые — 33ХС, 38ХС, 40ХС; -хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые — 30ХМ, 35ХМ, 38ХМ, 30ХЗМФ, 40ХМФА; - хромованадиевая — 40ХФА; - хромоникелевые — 40ХН, 45ХН, 50ХН; -хромокремнемарганцевые, хромомарганцевоникилевые и хро-мокремнемарганцевоникилевые — 30ХГС, 30ХГСА, 30ХГСН2А; - хромоникельмолибденовые — 38Х2Н2МА, 40ХН2МА, 38ХНЗМА; - хромоникельмолибденованадиевые — 38ХНЗМФА, 45ХН2МФА; - хромомолибденоалюминиевая — 38Х2МЮА. По сравнению с нормализацией термическое улучшение обеспечивает более высокие значения σ 0, 2 и снижение Т50 Особое значение имеет структура сорбита отпуска для повышения долговечности деталей при переменных нагрузках. При твердости, меньшей 350 НВ, сорбит отпуска характеризуется высоким сопротивлением распространению трещин. После термического улучшения σ -1= 0, 5σ в, что выше, чем после отжига или нормализации (σ -1≈ 0, 3σ в). При более высокой прочности (σ в > 1300 МПа) среднеуглеродистые стали со структурой троостита отпуска или мартенсита характеризуются пониженным сопротивлением распространению трещины. Кроме того, низкая пластичность сталей высокой прочности повышает их чувствительность к надрезам в наиболее напряженных зонах деталей. В результате в местах концентрации напряжений зарождаются усталостные трещины, быстро приводящие к поломке деталей. Вследствие повышенной чувствительности к надрезу происходит значительное рассеяние значений σ -1 и уменьшение σ -1 до (0, 4÷ 0, 3) σ в. Несущая способность деталей из легированных сталей в высокопрочном состоянии может быть ниже, чем горячекатаных углеродистых сталей. Влияние концентраторов на поверхности деталей может быть нейтрализовано дополнительным упрочнением поверхностных слоев пластическим деформированием, индукционной закалкой, азотированием. После такой обработки затруднено возникновение микропластических деформаций поверхностных слоев, приводящих к зарождению усталостных трещин. Кроме того, обработка создает в поверхностных слоях остаточные сжимающие напряжения, которые вместе с растягивающими напряжениями под действием внешней нагрузки нейтрализуют или уменьшают действие растягивающих напряжений. Комбинирование термического улучшения с обработкой поверхности деталей обеспечивает им повышенную эксплуатационную надежность. Улучшаемые стали используют для изготовления зубчатых колес, хотя предел выносливости зубьев при изгибе у них меньше, чем у цементованных или нитроцементованных зубьев. Критический диаметр улучшаемых сталей при закалке.
Азотируемые стали являются разновидностью улучшаемых сталей. Они используются для изготовления коленчатых валов, шпинделей точных станков, гильз цилиндров, плунжеров топливных насосов, червяков и других деталей, которые должны иметь высокие сопротивление изнашиванию и предел выносливости. Высокие твердость и износостойкость азотированного слоя обеспечиваются благодаря образованию частиц нитридов, когерентно связанных с матричным ферритом. Необходимые свойства достигаются при азотировании легированных сталей, содержащих хром, алюминий и молибден, а также титан и ванадий. Часто применяют азотируемую сталь 38Х2МЮА. При газовом азотировании в среде аммиака после выдержки в течение 50 ч при 500-525 °С получается диффузионный слой толщиной около 0, 5 мм. Твердость его достигает 1200 HV, в нем создаются напряжения сжатия, нейтрализующие влияние концентраторов напряжений. Недостатком печного азотирования является его большая продолжительность. При ионном азотировании насыщение деталей азотом осуществляется в поле тлеющего разряда при напряжении около 1000 В и температуре 400-550 °С. Время обработки деталей в десятки раз меньше, чем при газовом азотировании. Ионное азотирование применяют для деталей, изготовленных из хромистых, хромомолибденовых и других легированных сталей, содержащих достаточное количество элементов, которые обеспечивают повышение прочности и твердости диффузионного слоя при азотировании. Наиболее важными характеристиками улучшаемых сталей являются прокаливаемость и сопротивление усталости. Глубина прокаливаемого слоя у легированной стали 40Х составляет 40 мм, а у сложнолегированных сталей 40ХНМ и 38ХНЗМА — 100 мм. Этого достаточно для термического улучшения деталей широкой номенклатуры, а для ряда осесимметричных деталей не требуется сквозная прокаливаемость. Например, конструкционная прочность валов обеспечивается, когда структура сорбита отпуска образуется в слое толщиной, равной половине радиуса вала. Недостатком ряда улучшаемых сталей является чувствительность к обратимой отпускной хрупкости. К ней наиболее склонны хромомарганцевые и хромоникелевые стали с большой прокаливаемостью. Для предотвращения охрупчивания деталей из этих сталей при высоком отпуске принимают технологические меры. Улучшаемые стали, содержащие молибден, нечувствительны к отпускной хрупкости. После термического улучшения σ -1 не превышает 550 МПа. В результате расчета долговечности деталей по этим значениям σ -1, получают большие размеры деталей, что неприемлемо из-за увеличения расхода металла и габаритных размеров механизмов. При расчете ограниченной долговечности деталей исходят из переменных напряжений, больших σ -1.Это основано на живучести сталей после термического улучшения, когда главное значение имеют малые скорости распространения усталостных трещин. Проверка деталей средствами неразрушающего контроля позволяет обнаруживать усталостные трещины и заменять дефектные детали.
|