Цементуемые конструкционные стали

Используются для изготовления деталей, работающих на износ и подвергающихся

действию переменных и ударных нагрузок. Детали должны сочетать высокую поверхностную прочность и твердость и достаточную вязкость сердцевины.

Цементации подвергаются низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25%, что позволяет получить вязкую сердцевину. Для деталей, работающих с большими нагрузками, применяются стали с повышенным содержанием углерода (до 0,35 %).

С повышением содержания углерода прочность сердцевины увеличивается, а вязкость снижается. Детали подвергаются цианированию и нитроцементации.

Цементуемые углеродистые стали 15,20,25 используются для изготовления деталей небольшого размера, работающих в условиях изнашивания при малых нагрузках (втулки, валики, оси, шпильки и др.). Твердость на поверхности составляет 60... 64 HRC, сердцевина остается мягкой.

Цементуемые легированные стали применяют для более крупных и тяжелонагруженных деталей, в которых необходимо иметь, кроме высокой твердости поверхности, достаточно прочную сердцевину (кулачковые муфты, поршни, пальцы, втулки).

Хромистые стали 15Х, 20Х используются для изготовления небольших изделий простой формы, цементуемых на глубину h =1... 1,5 мм. При закалке с охлаждением в масле, выполняемой после цементации, сердцевина имеет бейнитное строение. Вследствие этого хромистые стали обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине и большей прочностью в цементованном слое.

Дополнительное легирование хромистых сталей ванадием (сталь 15ХФ), способствует получению более мелкого зерна, что улучшает пластичность и вязкость.

Никель увеличивает глубину цементованного слоя, препятствует росту зерна и образованию грубой цементитной сетки, оказывает положительное влияние на свойства сердцевины. Хромоникелевые стали 20ХН, 12ХНЗА применяют для изготовления деталей средних и больших размеров, работающих на износ при больших нагрузках (зубчатые колеса, шлицевые валы). Одновременное легирование хромом и никелем, который растворяется в феррите, увеличивает прочность, пластичность и вязкость сердцевины и цементованного слоя. Стали мало чувствительны к перегреву. Большая устойчивость переохлажденного аустенита в области перлитного и промежуточного превращений обеспечивает высокую прокаливаемость хромоникелевых сталей и позволяет проводить закалку крупных деталей с охлаждением в масле и на воздухе.

Стали, дополнительно легированные вольфрамом или молибденом (18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА), применяют для изготовления крупных тяжелонагруженных деталей. Эти стали являются лучшими конструкционными сталями, но дефицитность никеля ограничивает их применение.

Хромомарганцевые стали применяют вместо дорогих хромоникелевых, однако эти стали менее устойчивы к перегреву и имеют меньшую вязкость. Введение небольшого количества титана (0,06...0,12 %) уменьшает склонность стали к перегреву (стали 18ХГТ.ЗОХГТ).

С целью повышения прочности применяют легирование бором (0,001... 0,005 %) 20ХГР, но бор способствует росту зерна при нагреве.

 

 

Дать полную характеристику материала ЛЦ40Mn3Ж

ЛЦ40Мн3Ж - двухфазная латунь.

Zn-40, Mn-3, Fe-1ю

Zn>39 -> 2фазн.

Св-ва: В-фаза - упрочнитель (/тв. и пр.), менее пластична чем однофазная.

Прим: литейные сплавы, горячая ковка, штамповка. Арматура раб. в преснай морской воде (Mn)

Билет3

Влияние легирующих элементов на 1 и 2 превращения в стали

1е: нагрев /линии PSK, П->А(t.psk).

ЛЭ: /t превращения и /длительность.

2е: А->Ф+Ц (t<psk) (П,С,Т)

а)ЛЭ: /устойчив Апереохл. (С-кривые сдвиг.в право) -зак.в масле

б)С-кривые изм. форму Е

в)\ Vкр.

Улучшаемые стали

Улучш: З+ВО на стр. Со.

Прим: Сложнонагр. дет. в усл. среза, дин.нагр, изгиба, кручения

ЛЭ: должны обеспеч. /пр, предел выносл, неуст.к концинтраторам напряж.

Состав: С=0,3,,0,5 (обесп. закаливаемость и влияет на прокалив, /тв. и КСИ)

Если С<0,3 то нет тв.

ЛЭ<3..5 - перл. и март. класс с Ni,Cr,Mn...

Роль ЛЭ: / Дкр, / сопр. к отпуску (при / tотп мельче зерно, глубже сним. внутр. напр.), детали крупн. сечения воизбеж. отпускной хрупкости II рода должны содерж. Mo,W.

ТО: З+ВО -> Со -> ЗТВЧ(М) + НО -> пов. упрочн. или

З+ВО+ Азотир - /тв.пов., работа в корр. среде, /предел выносл.

40Х, 38ХГС

 

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 ЗОХ, 40Х, 50Х используются для изготовления небольших средненагруженных деталей. Эти стали склонны к отпускной хрупкости, поэтому после высокого отпуска охлаждение должно быть быстрым.

Повышение прокаливаем ости достигается микролегированием бором (35ХР). Введение в сталь ванадия значительно увеличивает вязкость (40ХФА).

Хромокремнистые (ЗЗХС) 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, ЗОХНЗА 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, 38ХНЗВА др. обладают лучшими свойствами, относятся к мартенситному классу, слабо разупрочняются при нагреве до 300... 400 °С. из них изготавливаются валы и роторы турбин, тяжелонагруженные детали редукторов и компрессоров.