Отжиг первого рода выполняет следующие технологические задачи:

• Выравнивание химсостава стали. При обработке металла давлением ликвация становится причиной образования изломов и микротрещин. Для уменьшения их вероятности появления сталь нагревают до 1250 ºС и выдерживают ее при такой температуре на протяжении 8-15 ч.
• Увеличение обрабатываемости стали давлением. Термообработка проходит при 670 ºС с выдержкой 40-120 мин. Отжиг увеличивает зерна феррита, что положительно влияет на пластичность.
• Уменьшение остаточных напряжений, возникших после технологической обработки сталей: резание, сварка и прочее. Для этого сталь выдерживают при 500-620 ºС на протяжении двух часов.

Отжиг второго рода измельчает зерна стали и способствует образованию структуры феррит+перлит. Как результат, происходит увеличение механических свойств. Температура нагрева для стали 45 составляет 780-830 ºС.

Отжиг второго рода считается подготовительной термообработкой. Его проводят перед операциями резания для повышения обрабатываемости металла.

Нормализация

Это процесс нагревания стали и последующее охлаждение на воздухе, в результате которого происходит измельчение крупнозернистой структуры.

Если сравнивать с отжигом, то нормализация дает в среднем на 10% выше показатель вязкости и прочности. Причина этого кроется в охлаждении на воздухе, которое способствует разложению аустенитных фаз в нижней зоне температур. Как следствие, наблюдается увеличение перлита, что и является причиной повышения механических свойств.

Нормализация – альтернатива закалке и высокому отпуску. Конечно, на выходе механические свойства получаются ниже, но и сама нормализация менее трудоемка. К тому же, по сравнению с закалкой она вызывает меньшие тепловые деформации детали.

Отпуск

Это термообработка, которая всегда проводится на заключительном этапе. Она включает в себя нагревание закалённой стали до температурной точки трансформации перлита в аустенит и дальнейшее ее охлаждение. С его помощью механические характеристики сталей доводятся до требуемых значений.

Помимо этого, в задачу отпуска входит снятие напряжений, оставшихся после закалки.

Отпуск подразделяется на 3 типа по температуре нагрева:

• Низкий отпуск. Проводится при 230-260 ºС. Способствует упрочнению с одновременным снижением внутренней напряженности. Закаленная сталь 45 после низкого отпуска обладает твердостью 55-60 HRC.
• Средний отпуск. Температура нагревания 340-550 ºС. Позволяет достичь наиболее высокого значения упругих свойств. Из-за этого в основном применяется при изготовлении пружин. Твердость находится на уровне 45-52 HRC.
• Высокий отпуск. Выполняется при 550 ºС. Снимает внутренние напряжения после закаливания.

Механические свойства уменьшаются, но значение их при этом не меньше, чем после нормализации и отжига. Также происходит увеличение ударной вязкости. Самой оптимальной термообработкой с точки зрения соотношения вязкости и прочности считается закалить сталь, а после провести высокий отпуск.

Закалка

Представляет собой процесс нагрева  до температуры на 20-40 ºС выше точки растворения феррита в аустените и последующее быстрое охлаждение в воде или масле.

Образование значительных внутренних напряжений при закалке не позволяет ей быть окончательной термообработкой. Обычно за ней следует отпуск или нормализация.

Закалка стали 45 осуществляется при 840-860 ºС.

Если сталь закалить, не достигнув значения требуемой температуры, то в результате останутся ферритные зоны, чье присутствие значительно снижает прочность металла.

Если сталь 45 закалить при температуре выше 1000 ºС, это спровоцирует увеличение зерна мартенсита, что влечет за собой ухудшение вязкости и повышение риска образования трещин.

Нагрев сталей под закалку осуществляется в электропечах периодического или непрерывного действия.

Время нагрева зависит от:

• Химсостава стали.
• Формы и габаритов деталей.

Чем больше размеры и содержание углерода, тем большее количество времени необходимо для нагрева стали.

После нагревания стали идет ее выдержка при заданной температуре. Это необходимо для выравнивания неоднородности аустенита.

При сильном перегреве сталь начинает вступать в реакцию с печными газами. Это может повести за собой процессы окисления и обезуглероживания.

Окисление – химический процесс взаимодействия кислорода с железом. Оно отрицательно сказывается на свойствах стали, является причиной снижения качества поверхности и окалин.

Обезуглероживание возникает как следствие химической реакции углерода с водородом и кислородом. Как следствие, образуя такие соединения как угарный газ и метан. Полученные газы уносят вместе с собой с поверхности стали молекулы углерода, вызывая тем самым резкое снижение прочности.

Защитой стали от окисления и обезуглероживания служит осуществление нагревания в вакууме или расплавленной соли.

В качестве закалочных сред применяется вода или масло.

Вода обладает большой скоростью охлаждения, но она резко падает при увеличении температуры. Также недостатком воды является возникновение значительных напряжений и, соответственно, коробление деталей.

Масло в этом плане охлаждает более равномерно, что уменьшает риск образования микротрещин при закалке. Среди ее недостатков стоит отметить низкую температуру воспламенения и загустение, что уменьшает ее закалочные свойства.

Разная сталь имеет разную закаливаемость, т.е. способность увеличивать прочность посредством закалки. Как правило, чем выше концентрация углерода, тем выше закалочные свойства.

Закалка ТВЧ

Если сталь закалить таким образом, то она будет лучше справляться с переменной и ударной нагрузкой. Закалка ТВЧ считается разновидностью поверхностной закалки, основная задача которой получение более прочного наружного слоя, сохраняя при этом вязкость сердцевины. 

Нагрев под закалку ТВЧ осуществляют в индукционных печах, используя ток высокой частоты. Принцип данной термообработки заключается в неравномерном нагреве сечения изделия. Плотность тока на наружней части стали значительно выше в сравнении с сердцевиной. Основная часть тепла приходится на поверхность, соответственно, именно в этой зоне и происходит упрочнение.

Охлаждение осуществляется непосредственно в печи специальными распрыскивающими устройствами. После закалки обычно требуется отпуск для выравнивания тепловых напряжений.

Структура стали в результате всех этих операций получается неоднородной. Верхний закалённый слой полностью состоит из мартенсита, а нетронутая сердцевина из феррита. Прочность глубинного слоя повышается предварительным проведением нормализации.

Преимущества закалки ТВЧ:

• Повышенная производительность.
• Сталь изолирована от влияния окисления и обезуглероживания.
• Возможность регулировать толщину закаленного слоя. Чем частота токов выше, тем глубина закалки меньше.
• Автоматизация процесса.

Рейтинг: 5/5 – 3 голосов

prompriem.ru

Улучшаемые стали. Улучшаемые легированные стали. Улучшаемые конструкционные стали. Термообработка улучшаемых сталей.

Стали, подвергаемые термическому улучшению, широко применяют для изготовления различных деталей, работающих в сложных напряженных условиях ( при действии разнообразных нагрузок, в том числе переменных и динамических). Стали приобретают структуру сорбита, хорошо воспринимающую ударные нагрузки. Важное значение имеет сопротивление хрупкому разрушению.

Улучшению подвергаются среднеуглеродистые стали с содержанием углерода 0,30…0,50 %.

Улучшаемые стали

Улучшаемые углеродистые стали 35, 40, 45 дешевы, из них изготавливают детали, испытывающие небольшие напряжения (сталь 35), и детали, требующие повышенной прочности (стали 40, 45). Но термическое улучшение этих сталей обеспечивает высокий комплекс механических свойств только в деталях небольшого сечения, так как стали обладают низкой прокаливаемостью. Стали этой группы можно использовать и в нормализованном состоянии (см. Нормализация стали.).

Детали, требующие высокой поверхностной твердости при вязкой сердцевине (зубчатые колеса, валы, оси, втулки), подвергаются поверхностной закалке токами высокой частоты. Для снятия напряжений проводят низкий отпуск.

Улучшаемые легированные стали применяют для более крупных и более нагруженных ответственных деталей. Стали обладают лучшим комплексом механических свойств: выше прочность при сохранении достаточной вязкости и пластичности, ниже порог хладоломкости.

Хромистые стали 30Х, 40Х, 50Х используются для изготовления небольших средненагруженных деталей. Эти стали склонны к отпускной хрупкости, поэтому после высокого отпуска охлаждение должно быть быстрым. Повышение прокаливаемости достигается микролегированием бором (35ХР). Введение в сталь ванадия значительно увеличивает вязкость (40ХФА).

Хромокремнистые (33ХС) и хромокремниймарганцевые (хромансил) (25ХГСА) стали обладают высокой прочностью и умеренной вязкостью. Стали хромансилы обладают высокой свариваемостью, из них изготавливают стыковочные сварные узлы, кронштейны, крепежные и другие детали. Широко применяются в автомобилестроении и авиации.

Хромоникелевые стали 45ХН, 30ХН3А отличаются хорошей прокаливаемостью, прочностью и вязкостью, но чувствительны к обратимой отпускной хрупкости. Для уменьшения чувствительности вводят молибден или вольфрам. Ванадий способствует измельчению зерна.

Стали 36Х2Н2МФА, 38ХН3ВА др. обладают лучшими свойствами, относятся к мартенситному классу, слабо разупрочняются при нагреве до 300…400 ^oС. из них изготавливаются валы и роторы турбин, тяжелонагруженные детали редукторов и компрессоров.

www.mtomd.info

Улучшение – сталь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Улучшение – сталь

Cтраница 2

При высоком отпуске стальные детали нагревают до 450 – 650 С, выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают для получения структуры сорбита отпуска. Закалку вместе с последующим высоким отпуском называют улучшением стали. После этого отпуска детали приобретают повышенную ударную вязкость, пластичность, но несколько пониженную твердость поверхности.  [16]

В результате отжига структура металла улучшается, повышаются его пластические свойства и обрабатываемость, снимается наклеп или нагартовка и уничтожаются внутренние напряжения. Несоблюдение хотя бы одного из этих условий вместо улучшения стали только yxyfliunf ее и может сделать непригодной.  [17]

В зависимости от температуры отпуска различают низко – ( низкий), средне – ( средний) и высокотемпературный ( высокий) виды отпуска. Закалка на мартенсит с последующим высоким отпуском называется улучшением сталей.  [18]

При высоком отпуске сталь приобретает хорошие механические свойства – прочность, пластичность, особенно повышается ударная вязкость. Термическую обработку, сотоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением стали. Высокому отпуску подвергают конструкционные стали, которые должны обладать высокой вязкостью при достаточной прочности.  [19]

Закалка с последующим высоким отпуском повышает сужение поперечного сечения и, особенно, ударную вязкость. Поэтому такая термическая обработка ( закалка на мартенсит и высокий отпуск) называется иногда улучшением стали.  [20]

Чем выше температура отпуска, тем меньше твердость стали и тем выше ее пластичность и вязкость ( особенно повышается ударная вязкость), поэтому закалку с высоким отпуском называют улучшением стали.  [21]

Независимо от содержания углерода нормализация стали 15ХСНД несколько снижает характеристики прочности и повышает пластичность и ударную вязкость. Температура отпуска после закалки определяется требуемым уровнем прочности. Улучшение стали наряду с повышением прочности снижает склонность стали к хладноломкости и ее чувствительность к деформационному старению.  [22]

Стали марок 08 – 25 не подвергают термической обработке; их используют для цементации, они хорошо штампуются и свариваются. Стали марок 30 – 55 применяют в основном в термически обработанном состоянии, после закалки и высокого отпуска. Процесс закалки и отпуска называется улучшением стали, поэтому эти марки углеродистой стали называются улучшаемыми, из них изготавливают шестерни, валы и другие ответственные детали. Стали марок 60 – 85 служат для изготовления пружин, рессор и прочих деталей.  [23]

Высокому отпуску подвергают детали машин: валы, шатуны, шестерни. При высоком отпуске сталь получает мелкозернистую структуру, называемую сорбитом ( фиг. Закалка с последующим высоким отпуском называется улучшением стали.  [24]

Высокий отпуск осуществляют нагревом закаленной на мартенсит стали до температуры 500 – 650 С и выдерживанием при этой температуре. Полученная структура сорбит отпуска содержит глобулярный цементит. Механические характеристики стали со структурой сорбита отпуска более высокие, чем показатели медленно охлажденной стали с равновесной структурой. Это объясняется тем, что в перлите в равновесном состоянии цементит имеет пластинчатое строение. Высокий отпуск называют также улучшением стали. Его применяют при термическом упрочнении арматурных сталей.  [25]

Начиная от 200 С, твердость постепенно снижается: аналогично изменяются и другие прочностные характеристики. Сопротивление же удару начинает заметно возрастать лишь при нагреве выше 400 С и имеет наибольшее значение при температурах 600 – 650 С. Поскольку термической обработке подвергаются главным образом ответственные детали машин ( тяжелонагруженные и испытывающие знакопеременные и ударные нагрузки), величина ударной вязкости должна быть как можно больше. Эта двойная термическая операция называется улучшением стали.  [26]

Отпуск, проводимый при 500 – 680 С, называется высокотемператур-н ы м, или высоким. При этих температурах происходит рост кристаллитов карбида железа – тонкие пластинки его – укрупняются и приобретают округлую форму. Высокий отпуск повышает вязкость стали; прочность и твердость ее немного снижаются, но остаются все же значительными. При высоком отпуске создается наилучшее соотношение механических свойств стали. Поэтому закалка с высоким отпуском называется улучшением стали.  [27]

Отпуск, проводимый при 500 – 680 С, называется высокотемпературным, или высоким. При этих температурах происходит рост кристаллитов карбида железа – тонкие пластинки его укрупняются и приобретают округлую форму. Высокий отпуск повышает вязкость стали; прочность и твердость ее немного снижаются, но остаются все же значительными. При высоком отпуске создается наилучшее соотношение механических свойств стали. Поэтому закалка с высоким отпуском называется улучшением стали.  [28]

Отпуск, проводимый при 500 – 680 С, называется высокотемператур-н ы м, или высоким. При этих температурах происходит рост кристаллитов карбида железа – тонкие пластинки его укрупняются и приобретают округлую форму. Высокий отпуск повышает вязкость стали; прочность и твердость ее немного снижаются, но остаются все же значительными. При высоком отпуске создается наилучшее соотношение механических свойств стали. Поэтому закалка с высоким отпуском называется улучшением стали.  [29]

Отпуск, проводимый при 500 – 680 С, называется высокотемпературным, или высоким. При этих температурах происходит рост кристаллитов карбида железа – тонкие пластинки его укрупняются и приобретают округлую форму. Высокий отпуск повышает вязкость стали; прочность и твердость ее немного снижаются, но остаются все же значительными. При высоком отпуске создается наилучшее соотношение механических свойств стали. Поэтому закалка с высоким отпуском называется улучшением стали.  [30]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Повышение – твердость – сталь

Повышение – твердость – сталь

Cтраница 1

Повышение твердости стали приводит к резкому снижению усадки стружки и ширины контакта стружки с передней поверхностью резца.  [2]

Повышение твердости стали при закалке называется закаливаемостью, которая тем больше, чем больше твердость стали после закалки. Твердость определяется содержанием в стали углерода.  [4]

Повышение твердости сталей в целом благоприятно сказывается на сопротивлении изнашиванию, однако одновременно повышается опасность хрупкого разрушения. Износостойкость коррозионно-стойких сталей 9Х18Н10Т, 40X13, 12Х18Н10Т повышается с увеличением содержания углерода.  [5]

Повышение твердости сталей может быть достигнуто как подбором оптимального состава и структуры металла детали в целом, так и путем придания особой твердости поверхностному слою.  [7]

Такое повышение твердости стали должно продолжаться до тех пор, пока при нагреве не будет достигнута температура Ас, В этом случае сталь при нагреве получает полностью аустенит-ную структуру, а при охлаждении – структуру мартенсита.  [9]

Однако повышение твердости стали только за счет изменения химического состава недостаточно для обеспечения требуемой износостойкости деталей.  [11]

Закалка применяется для повышения твердости стали и состоит из нагрева до определенной температуры и последующего быстрого охлаждения. Для получения качественной закалки нагрев и охлаждение должны быть равномерными, а температура – точно соответствовать сорту стали. Чем больше в стали углерода, тем ниже должна быть температура ( для углеродистой стали – в пределах 750 – 850), тем медленее должен быть нагрев н тем быстрее охлаждение.  [12]

Закалка применяется для повышения твердости стали и заключается в нагреве до определенной температуры и последующем быстром охлаждении. Способность стали закаливаться зависит от содержания в ней углерода. Для получения качественной закалки нагрев и охлаждение должны быть равномерными, а температура нагрева – точно соответствовать сорту стали.  [13]

Закалка применяется для повышения твердости стали, ее проч ности, износоустойчивости и коррозионной стойкости, а также для изменения других свойств. После закалки вязкость стали уменьшается.  [14]

Существенное влияние на повышение твердости сталей оказывает увеличение процентного содержания таких элементов как углерод ( обычно до 1 %), марганец ( до 15 %), хром, молибден, вольфрам, фосфор и др. 5, по данным работ Н. Ф. Болховитина, иллюстрирует круторастущую зависимость износоустойчивости от твердости стали. Наибольший прирост износоустойчивости приходится на область высокой твердости ( Нв – 400), характерную для закалки на мартенсит и для некоторых аус-тенитных форм.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru