Закалка сталь 3: Как закалить гвоздь из Ст3 – Термообработка

alexxlab | 24.04.2023 | 0 | Разное

Термічна обробка металів, гартування сталі – купити за найкращою ціною в Одесі від компанії ““Автодеталь” у формі ТОВ”

Опис

Проведемо загальну загартування(повну) сталі – термообробка, спрямована на отримання в сплаві максимально нерівноважної структури і відповідно аномального рівня властивостей.

Габаритні розміри, мм:

  • ванни 500х1000х800
  • печі 800х400х300

Застосовуємо загартування у себе для коротких, тонких, вузьких деталей, а так само пуансонів, матриць, інстр. стали..

Основні параметри при загартуванню — температура нагріву і швидкість охолодження. Температуру нагрівання сталей визначають по діаграмах стану, швидкість охолоджування — за діаграм ізотермічного розпаду аустеніту .

 Термічна обробка сталей — одна з найважливіших операцій у машинобудуванні, від правильного проведення якої залежить якість продукції. Загартування і відпуск сталей є одними з різноманітних видів термообробки металів.

Загартування надає сталевої деталі більшу твердість і зносостійкість; Для цього деталь нагрівають до певної температури, витримують якийсь час, щоб весь обсяг матеріалу прогрівся, а потім швидко охолоджують у маслі (конструкційні та інструментальні сталі) чи воді (вуглецеві стали). Зазвичай деталі з конструкційних сталей нагрівають до 880-900° С (колір розжарювання світло-червоний), з інструментальних — до 750-760° С (колір темно-вишнево-червоний), а з нержавіючої сталі — до 1050-1100°С (колір темно-жовтий). Деталі нагрівають спочатку повільно (приблизно до 500°С). а потім швидко. Це необхідно для того, щоб деталі не виникли внутрішні напруги, що може призвести до появи тріщин і деформації матеріалу.

Відпал — вид термічної обробки металів і сплавів, що полягає в нагріванні до певної температури, витримці і подальшому, зазвичай повільному, охолодженні. При відпалі здійснюються процессывозврата (відпочинку металів), рекристалізації та гомогенізації.

Цілі відпалу — зниження твердості для підвищення оброблюваності, поліпшення структури і досягнення більшої однорідності металу, зняття внутрішніх напружень

У ремонтній практиці застосовують в основному охолодження в одному середовищі (маслі або воді), залишаючи в ній деталь до повного охолодження. Однак цей спосіб охолодження непридатний для деталей складної форми, в яких при такому охолодженні виникають великі внутрішні напруження. Деталі складної форми спочатку охолоджують у воді до 300-400°С, а потім швидко переносять у масло, де і залишають до повного охолодження. Час перебування деталі у воді визначають з розрахунку: 1 с на кожні 5-6 мм перерізу деталі. У кожному окремому випадку це час підбирають дослідним шляхом в залежності від форми і маси деталі.
Якість загартування в значній мірі залежить від кількості охолоджуючої рідини. Важливо, щоб у процесі охолодження деталі температура охолоджуючої рідини залишалася майже незмінною, а для цього маса її повинна бути в 30-50 разів більше маси гартує деталі.

Крім того, перед зануренням розпеченій деталі рідину необхідно ретельно перемішати, щоб вирівняти її температуру по всьому об’єму.
В процесі охолодження, навколо деталі утворюється шар газів, який ускладнює теплообмін між деталлю і охолоджувальною рідиною. Для більш інтенсивного охолодження деталь необхідно постійно переміщати рідини в усіх напрямках.
Невеликі деталі з маловуглецевих сталей (марки«30», «35», «40») злегка підігрівають, посипають железосинеродистым калієм (жовта кров’яна сіль) і знову поміщають у вогонь. Як тільки обсипання розплавиться, деталь опускають у охолодну середу. Залізосиньородисте калій розплавляється при температурі близько 850°С, що відповідає температурі гартування цих марок сталі.

Інформація для замовлення

Сталь 65Х13: характеристики и применение

Главная » Марочник металлов » Коррозионностойкие стали и сплавы » Нержавеющие стали » 65Х13

Нержавеющая и прочная сталь 65Х13, характеристики которой мы опишем ниже, относится к одним из самых востребованных сплавов отечественного производства. К примеру, её используют для изготовления различных типов ножей. Буква «X» в названии сигнализирует о том, что в сплаве содержится хром. Именно этот металл делает сталь устойчивой к коррозии.

Свойства и область применения стали 65Х13

Ещё одна сфера применения рассматриваемой стали – медицина. Из неё получаются надёжные медицинские инструменты, рассчитанные на длительный период эксплуатации. По своим основным характеристикам сталь 65Х13, цена которой в компании МСК является общедоступной, очень напоминает американскую сталь марки 425mod. На закалку обе эти стали реагируют одинаково положительно, заметно улучшая свои изначальные свойства и приобретая твёрдость до 59 HRC.

Технические характеристики и стоимость стали 65Х13

В рассматриваемой нами стали не так много легирующих присадок. Главной из них, как мы уже сказали, является хром, который повышает устойчивость сплава к воздействию влаги, температурных перепадов, химии и некоторых других внешних воздействий. У этого сплава есть и другие преимущества:                    

  • высокая сопротивляемость механическому воздействию;
  • хорошая пластичность;
  • широкая сфера использования;
  • экологическая безопасность;
  • ценовая доступность.                

Итак, качественную сталь 65Х13 купить по общедоступной цене вы можете в МСК. Пишите и звоните нам в любое время. Наши менеджеры оперативно реагируют на все обращения клиентов. Гарантируем вам оперативную доставку заказа.

ГОСТы и ТУ на сталь 65Х13

    ГОСТ 5632-72 “Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки”;
    ТУ 14-131-764-88 ;
    ТУ 14-131-844-91 ;
    ТУ 14-1-3760-84 ;
    ТУ 14-1-3918-85 ;
    ТУ 14-1-4105-86 ;
    ГОСТ 5632-72 “Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.”;
    ТУ 14-11-245-88 “Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия.”;
    ОСТ 3-1686-90 “Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия.”;

Химический состав стали 65Х13

C Cr Fe Mn P S Si
0,60-0,70 12-14,0 Осн. 0,25-0,80 ≤0,030 ≤0,025 0,2-0,5

Механические свойства стали 65Х13

Нормированные механические свойства при 20°С

ТУ Вид продукции Состояние поставки σв, Н/мм² δ5, % Твердость HV
ТУ 14-1-4105-86 Лента 0,1 мм Нагартованное 888-1127 280-320
ТУ 14-131-764-88 Лента 0,4 мм Нагартованное 220-280
45. 75pt; border-top: none; width: 48pt; text-align: center;”> ТУ 14-1-3918-85 Подкат 3 мм Термически обработанное < 785 < 18 < 97HRB

Механические свойства при 20 °С (лента толщиной 3 мм в различном состоянии)

Состояние ленты (подката) σв, Н/мм² δ5, % Твердость НV
Горячекатаная 1009-1147 7,5-12,5
После полного отжига 657-774 18-25 87-88

 

Механические свойства при 20 °С, повышенных и высоких температурах Влияние холодной деформации (прокаткой) на механические свойства при 20 °С (исходная толщина 1,5мм отжиг)
tисп, °С σв, Н/мм² σ0,2, Н/мм² δ5, % tисп, °С σв, Н/мм² σ0,2, Н/мм² δ5, %
20 820 670 20 0 720 430 29
400 450 320 18 10 900 500 11
500 310 200 20 15 950 800 8
600 290 170 34 40 1050 1000 6
650 100 100 70 50 1100 1050 5
700 100 80 80 60 1200 1150 4
750 99 50 70 70 1300 1200 3
800 80 60 50 80 1400 1300 3
900 60 50 45 85 1500 1400 3
1000 60 40 35 90 1640 1550 3
1100 50 40 34 95 1700 1650 2

Структура стали 65Х13

Требования к микроструктуре по ГОСТ 8233-56

     Сортамент, ТУ Загрязненность неметаллическими включениями, балл Зернистый перлит по шкале 2, балл (не более) Количество вторичных карбидов на площади 1 см2 ( 1000) (не менее) Величина первичных карбидов, мкм (не более) Глубина обезуглероженного слоя по ГОСТ1763-68 (не более)
Лента, δ = 0,1мм, ТУ 14-1-4105-86 По согласованию сторон 5 25 10 Не допускается
Лента (подкат), δ = 3 мм, ТУ 14-1-3918-85 2 6 10 0,08 мм
Поковка (сляб), ТУ 14-1-3760-84 3 15
Примечание. Микроструктура закаленной стали состоит из мартенсита, аустенита и первичных карбидов.

Твердость после закалки с 1040-1050 °С и последующего отпуска

     tисп, °С Твердость HRC Толщина ленты, мм
720 HV 0,1
100 55 3
350 53 3

Содержание хрома и углерода в твердом растворе стали 65Х13 (0,77 % С; 14,0 % Cr) в зависимости от температуры закалки

     t, °С Содержание в твердом растворе, % (по массе)
С Cr
Отжиг 0,02 7,2
850 0,1 8,6
900 0,16 9,1
1000 0,26 10,7
1050 0,41 12,2
1100 0,6 13,4
Примечание. Критические точки стали 65X13: Ac1 = 805-810 °С; Ac3 = 880 °С; МН= 200 °С.

Технологические параметры 65Х13

Сталь деформируют в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал горячей деформации 1180-850 °С, смягчающая термообработка: отпуск при 730-750 °С или отжиг при 850-880 °С с замедленным охлаждением до 740 °С и охлаждением до 640 °С со скоростью 20 °С/ч. 

Рекристаллизационный отжиг полосы при 660-680 °С в колпаковой печи или при 730-750 °С в протяжной печи. 

После отжига структура стали состоит из зернистого перлита с избыточными эвтектическими карбидами. Вторичные мелкие карбиды, равномерно распределены в ферритной матрице. В микроструктуре холоднокатаной ленты содержится 55-65 мелких карбидов на площади 120 мм2. 

Оставить заявку

При отправке заявки незабудьте потребовать свежий прайс. Мы свяжемся с Вами в ближайшее время! 
 

Дисперсионное твердение: Нержавеющие стали – Раствор и старение

Дисперсионная термообработка укрепляет материалы, позволяя контролируемому высвобождению компонентов с образованием кластеров осаждения, которые значительно повышают прочность компонента.

Преимущества

Существует множество литейных и деформируемых сплавов нержавеющей стали, которые могут иметь различные желаемые характеристики, улучшенные либо обработкой на твердый раствор, либо обработкой на твердый раствор и дисперсионным старением. Такие характеристики, как механическая прочность и коррозионная стойкость при комнатной температуре и/или повышенной температуре, обычно улучшаются при такой термообработке.

Применение и материалы

Свойства дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей могут быть улучшены путем выбора соответствующих параметров термообработки. Использование только обработки на твердый раствор или обработки на твердый раствор с последующим дисперсионным твердением обычно используется для дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей.

Обработка на твердый раствор

  • Во время производственной обработки большинство материалов могут подвергаться деформационному упрочнению, что ограничивает возможность дальнейшей обработки материала. Обработка на твердый раствор в процессе обработки (снятие напряжения) может уменьшить это нагартованное состояние, чтобы обеспечить дальнейшую обработку.
  • Производственные процессы, такие как пайка, сварка или лазерная/пламенная резка, могут оказывать нежелательное влияние на свойства материала, которое можно устранить путем обработки на твердый раствор перед дальнейшей последующей обработкой.
  • Производственные процессы могут привести к преждевременному началу окончательного процесса дисперсионного старения, который можно обратить вспять путем повторной обработки раствором перед дальнейшей обработкой.
  • Не рекомендуется использовать только материал, обработанный раствором, из-за присутствия неотпущенного мартенсита, который может привести к хрупким разрушениям и нежелательным потерям коррозионной стойкости. Их примерами являются 15-5PH, 17-4PH и Ph23-8Mo.

Упрочнение дисперсионным старением

  • Развитие окончательных свойств материала, необходимых для удовлетворения конкретных критериев проектирования детали, как правило, требует, чтобы материал (отливка/деформируемый материал) подвергался длительному циклу термообработки при более низкой температуре для получения специфической микроструктуры сплава; этот процесс называется дисперсионным старением.
  • Как правило, этот этап выполняется в конце производственного процесса или ближе к нему, поскольку процесс термической обработки приводит к значительному увеличению твердости материала и имеет место предсказуемое изменение размера (усадка), которое необходимо учитывать. Затраты на обработку могут резко возрасти, если требуется обработка после старения.
  • Типичными примерами материалов являются: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH и Maraging 250.
  • Типичные обозначения термообработки: H900 или h2075; где H900 указывает на старение при 900°F в течение одного часа, а h2075 указывает на старение при 1075°F на 4 часа. Во всех случаях важно начинать с материала, который находится в состоянии, обработанном раствором, или, что чаще называется, состоянием А.

Детали процесса

  • Обработка раствора обычно проводится при температуре от 1700 до 1950°F в вакууме с последующим быстрым охлаждением газовым вентилятором до комнатной температуры. Как правило, перед дополнительной обработкой материал необходимо охладить до температуры ниже 90 °F (или ниже в некоторых случаях).
  • Для группы метастабильных сплавов (например, 17-7PH) требуется несколько промежуточных стадий обработки после обработки на твердый раствор для достижения желаемых свойств перед дисперсионным старением. Эти этапы включают кондиционирование аустенита и замораживание для обеспечения полного превращения аустенита в мартенсит.
  • Упрочнение дисперсионным старением обычно выполняется при температурах от 900 до 1150°F в вакууме, инертной атмосфере или на воздухе в течение времени выдержки от 1 до 4 часов в зависимости от конкретного материала и указанных характеристик.
  • Применимые промышленные спецификации включают SAE AMS 2759/3.

Свяжитесь с нами для цитаты.

Термическая обработка осаждением укрепляет материалы, позволяя контролируемому высвобождению компонентов с образованием кластеров осадков, которые значительно повышают прочность компонента.

Преимущества

Существует множество литейных и деформируемых сплавов нержавеющей стали, которые могут иметь различные желаемые характеристики, улучшенные либо обработкой на твердый раствор, либо обработкой на твердый раствор и дисперсионным старением. Такие характеристики, как механическая прочность и коррозионная стойкость при комнатной температуре и/или повышенной температуре, обычно улучшаются при такой термообработке.

Применение и материалы

Свойства дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей могут быть улучшены путем выбора соответствующих параметров термообработки. Использование только обработки на твердый раствор или обработки на твердый раствор с последующим дисперсионным твердением обычно используется для дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей.

Обработка на твердый раствор

  • Во время производственной обработки большинство материалов могут подвергаться механической обработке, что ограничивает возможность дальнейшей обработки материала. Обработка на твердый раствор в процессе обработки (снятие напряжения) может уменьшить это нагартованное состояние, чтобы обеспечить дальнейшую обработку.
  • Производственные процессы, такие как пайка, сварка или лазерная/пламенная резка, могут оказывать нежелательное влияние на свойства материала, которое можно устранить путем обработки на твердый раствор перед дальнейшей последующей обработкой.
  • Производственные процессы могут привести к преждевременному началу окончательного процесса дисперсионного старения, который можно обратить вспять путем повторной обработки раствором перед дальнейшей обработкой.
  • Не рекомендуется использовать только материал, обработанный раствором, из-за присутствия неотпущенного мартенсита, который может привести к хрупким разрушениям и нежелательным потерям коррозионной стойкости. Их примерами являются 15-5PH, 17-4PH и Ph23-8Mo.

Осадочное старение

  • Развитие окончательных свойств материала, необходимых для удовлетворения конкретных критериев проектирования детали, как правило, требует, чтобы материал (литой/деформируемый материал) подвергался длительному циклу термообработки при более низкой температуре для получения микроструктуры, характерной для сплава; этот процесс называется дисперсионным старением.
  • Как правило, этот этап выполняется в конце производственного процесса или ближе к нему, поскольку процесс термической обработки приводит к значительному увеличению твердости материала и имеет место предсказуемое изменение размера (усадка), которое необходимо учитывать. Затраты на обработку могут резко возрасти, если требуется обработка после старения.
  • Типичными примерами материалов являются: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH и Maraging 250.
  • Типичные обозначения термообработки: H900 или h2075; где H900 указывает на старение при 900°F в течение одного часа, а h2075 указывает на старение при 1075°F на 4 часа. Во всех случаях важно начинать с материала, который находится в состоянии, обработанном раствором, или, что чаще называется, состоянием А.

Детали процесса

  • Обработка раствора обычно проводится при температуре от 1700 до 1950°F в вакууме с последующим быстрым охлаждением газовым вентилятором до комнатной температуры. Как правило, перед дополнительной обработкой материал необходимо охладить до температуры ниже 90 °F (или ниже в некоторых случаях).
  • Для группы метастабильных сплавов (например, 17-7PH) требуется несколько промежуточных стадий обработки после обработки на твердый раствор для достижения желаемых свойств перед дисперсионным старением. Эти этапы включают кондиционирование аустенита и замораживание для обеспечения полного превращения аустенита в мартенсит.
  • Упрочнение дисперсионным старением обычно выполняется при температурах от 900 до 1150°F в вакууме, инертной атмосфере или на воздухе в течение времени выдержки от 1 до 4 часов в зависимости от конкретного материала и указанных характеристик.
  • Применимые промышленные спецификации включают SAE AMS 2759/3.

Свяжитесь с нами для цитаты.

Что такое поверхностное упрочнение и три его наиболее популярных метода

Материалы

Дипломированный инженер

В этом посте мы обсудим основы упрочнения корпуса и почему оно используется. В дополнение к этому, мы углубимся в 3 самых популярных метода ужесточения кейса, чтобы помочь расширить ваши базовые знания о процессе.

Что такое цементация?

Закалка — это процесс термообработки , при котором поверхность материала упрочняется, при этом центр остается незатронутым процессом. В ходе этого процесса вокруг материала образуется затвердевший «корпус», отсюда и название. Процесс поверхностного упрочнения происходит после того, как продукт или компонент приобретают окончательную форму после изготовления. Это результат процессов закалки, снижающих обрабатываемость и формуемость материала. Таким образом, процесс завершения цементации после изготовления намного более гладкий.

Весь материал не закален, потому что это приводит к огромным затратам и низкой эффективности производственного процесса. Обеспечение закаленной поверхности только части материала намного более рентабельно. Кроме того, компонент, пластичный в центре и твердый снаружи, имеет преимущество во многих сценариях. Хорошим примером являются компоненты, которые требуют высокой износостойкости, а также должны поглощать удары без разрушения.

Как работает поверхностное упрочнение?

Как упоминалось выше, поверхностное упрочнение представляет собой процесс термической обработки, при котором материал нагревается до повышенных температур. Нагрев металла приводит к изменению кристаллической структуры металла. Структура изменяется, позволяя другим атомам входить и изменять твердость. Глубина оболочки определяется способностью дополнительных атомов диффундировать в структуру, т.е. углерода, на который может повлиять используемая температура. В современных (науглероживание) применениях цементации типичная толщина гильзы составляет примерно 1,5 мм.

3 самых популярных метода поверхностной закалки

Пламенная или индукционная закалка

Пламенная и индукционная закалка (как следует из названия) нагревает металл с помощью пламени или индукционного нагрева. Нагрев происходит очень быстро, за которым следует очень быстрое охлаждение, обычно путем закалки в воде. В результате металл как бы имеет мартенсит на поверхности. Узнайте больше о мартенсите ближе к концу статьи здесь. Индукционный нагрев более прост, чем использование пламени для нагрева металла. Использование пламени требует навыков оператора, и труднее контролировать температуру, до которой нагревается металл, что усложняет задачу. Индукционная закалка — это процесс, который легко автоматизировать, что упрощает цементацию большего количества компонентов.

Науглероживание

Науглероживание — это популярный процесс, используемый для поверхностного упрочнения путем воздействия на металл среды, богатой углеродом, при высокой температуре (примерно от 790 до 925°C, в зависимости от процесса). После процесса нагрева металл закаливается, фиксируя углерод в кристаллической структуре. Науглероживание – это процесс, контролируемый диффузией, поэтому чем дольше металл подвергается воздействию среды с высоким содержанием углерода, тем больше углерода проникает и диффундирует в кристаллическую структуру.

Самый простой метод науглероживания заключается в помещении металла в коробку, заполненную материалом с высоким содержанием углерода, например древесный уголь. Затем коробку запечатывают и помещают в печь на срок от 2 до 36 часов для получения желаемых результатов. Этот процесс известен как твердое науглероживание.

Другим методом науглероживания является газовое науглероживание. Газовое науглероживание включает нагрев металла в печи в присутствии метана и пропана вместе с нейтральными газами-носителями. Нейтральный газ-носитель играет роль контроля и увеличения количества углерода, доступного в атмосфере. Газ-носитель также нейтрализует активные и горючие газы, чтобы уменьшить количество возгораний и свести к минимуму отложения сажи. При высоких температурах метан или пропан разлагаются (на углерод и водород) на поверхности металла, что приводит к диффундированию углерода на поверхность. Газовая науглероживание может длиться от 2 часов, что дает гильзу толщиной 1 мм, до 36 часов, что дает гильзу толщиной примерно 4 мм. Этот процесс используется для создания закаленного корпуса для шестерен.

Азотирование

Азотирование – это процесс, основанный на тех же принципах, что и науглероживание, однако именно азот диффундирует в структуру. Типичными продуктами, которые подвергаются азотированию, являются распределительные валы, коленчатые валы, детали клапанов и многое другое.

Преобладающим методом азотирования является газовое азотирование. Газовое азотирование, как и газовое науглероживание, включает нагрев металла в присутствии газа, богатого азотом, например аммиака. Когда аммиак является газообразным азотирующим газом, процесс также известен как аммиачное азотирование. Когда аммиак вступает в контакт с поверхностью, он разделяется на азот и водород. После этого образовавшийся азот диффундирует в кристаллическую структуру, образуя нитридный слой. Изменения в процессе позволяют выбирать толщину слоя азотирования и соответствующим образом реализовывать параметры окружающей среды.

Современная компьютеризированная печь для азотирования/науглероживания. Изображение найдено здесь. Авторы и права: S zillayali 

Преимуществом этого процесса является возможность точного контроля количества азота в печи путем регулирования скорости потока газа. Компьютер может быть подключен к системе для контроля уровня азота и использует контур обратной связи для соответствующей регулировки.

Однако аммиак может нанести вред при вдыхании больших объемов. По этой причине во время процесса используются вторичные и третичные механизмы уплотнения. Дополнительным риском при работе с аммиаком является опасность взрыва. Нагрев аммиака в присутствии кислорода требует особого внимания, чтобы свести к минимуму начало взрыва.

Какие типы металлов можно закаливать?

Цементация обычно ограничивается только черными металлами. Однако в особых случаях оно выполняется на других металлах, например, позволяет азотирование алюминия и титана.

Общие металлы, подвергаемые цементации, включают:

  • Низкоуглеродистая сталь
  • Высокоуглеродистая сталь
  • Нержавеющая сталь
  • Чугун

Общие компоненты, подвергнутые цементации, включают:

  • Шестерни
  • Крепежи
  • Коленчатые валы
  • Распределительные валы
  • Шатуны
  • Штифты

Резюме

Корпус для упрочнения металла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *