Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Поверхностная закалка твч и гзп.
Существуют следующие способы закалки с индукционного нагрева; 1) одновременный нагрев и охлаждение всей поверхности; этот метод 2) последовательный нагрев и охлаждение отдельных участков; данный 3) непрерывно-последовательный нагрев и охлаждение; метод применяют для закалки длинных валов, осей и т. д.; при этом методе изделие перемещается относительно неподвижных индуктора и охлаждающего устройства (спредера), или наоборот. По сравнению с первым При выполнении индукционного нагрева следует учитывать эффект близости. В системе из двух проводников, по которым течет переменный ток разного направления, наибольшая плотность тока создается в тех частях, которые ближе расположены друг к другу. В связи с этим для полученя закаленного слоя равномерной толщины расстояние от индуктора до поверхности детали должно быть одинаковым, а форма индуктора — Для глубинного нагрева используют специально разработанные стали пониженной или регламентированной прокаливаемости. Это достигается ограничением содержания примесей (Мn, Si, Сг, Ni и др.), получением мелкого и устойчивого зерна аустенита. Чаще применяют стали пониженной прокаливаемости. При поверхностной закалке с использованием индукционного нагрева можно получить твердость НRС больше на 3 — 5 единиц, чем при закалке после нагрева в печи. Это явление часто объясняют высокой скоростью охлаждения при поверхностной закалке в мартенситном интервале температур, исключающей возможность отпуска в процессе закалки.
После закалки с индукционного нагрева действительное зерно аустенита мельче, чем при обычной закалке с печным нагревом. Мелкое зерно получается вследствие большой скорости нагрева и отсутствия выдержки при нагреве. Закалка с газопламенным нагревом. Этот способ закалки применяют для крупных изделий (прокатных валков, валов и т. д.). Поверхность детали нагревают газовым пламенем, имеющим высокую температуру (2400-3150°С). Вследствие подвода значительного количества теплоты поверхность изделия быстро нагревается до температуры закалки, тогда как сердцевина детали не успевает нагреваться. Последующее быстрое охлаждение обеспечивает закалку поверхностного слоя. В качестве горючего применяют ацетилен, светильный и природный газы, а также керосин. Для нагрева используют щелевые горелки (имеющие одно отверстие в форме щели) и многопламенные. | Толщина закаленного слоя обычно 2 — 4 мм, а его твердость для стали с 0,45-0,5% С, НКС 50-56. В тонком поверхностном слое образуется мартенсит, а в нижележащих слоях троосто-мартенсит. Газопламенная закалка вызывает меньшие деформации, чем объемная закалка. Процесс газопламенной закалки можно автоматизировать и включить в общий поток механической обработки. Для крупных деталей этот способ закалки часто более рентабелен, чем закалка с индукционным нагревом. 26.Химико-термической обработкой называют поверхностное насыщение стали соответствующим элементом (например, углеродом, азотом, алюминием, хромом и др.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре. Процесс химико-термической обработки включает три элементарные стадии: 1) выделение диффундирующего элемента в атомарном состоянии благодаря реакциям, протекающим во внешней среде; 2) контактирование атомов диффундирующего элемента с поверхностью стального изделия и проникновение (растворение) их в решетку железа (абсорбция); 3) диффузия атомов насыщающего элемента в глубь металла. Скорость диффузии атомов насыщающего элемента в решетку железа неодинакова. При насыщении углеродом или азотом, образующим с железом твердые растворы внедрения, диффузия протекает быстрее, чем при насыщении металлами, образующими твердые растворы замещения.
Если энергия активации Q для углерода и азота в λ-железе составляет 31 — 32 ккал/(г • атом), то энергия активации для элементов, образующих с железом твердые растворы замещения (Сг, Мо, \У, А1 и др.), превышает 60 ккал/(г ■ атом), поэтому при диффузионном насыщении металлами процесс ведут при более высоких температурах и длительно и, несмотря на это, получают меньшую толщину слоя, чем при насыщении азотом, и особенно углеродом. Толщина проникновения (диффузия) зависит от температуры и продолжительности насыщения. Концентрация диффундирующего элемента на поверхности зависит от активности окружающей среды, обеспечивающей приток атомов этого элемента к поверхности, скорости диффузионных процессов, приводящих к переходу этих атомов в глубь металла, состава обрабатываемого металла, состава и структуры образующихся фаз. Повышение температуры увеличивает скорость процесса диффузии, поэтому толщина диффузионного слоя, образующегося за данный отрезок времени, сильно возрастает с повышением температуры процесса. Природа первичных образований, фазовый состав и изменение концентрации по толщине диффузионного слоя могут быть описаны диаграммой состояния: металл растворитель — диффундирующий элемент. Покажем это на диаграммах состояния железо — диффундирующий элемент (Cr, Al, Si и др.). При температуре t1 диффузия протекает в решетке а без фазовых превращений. Следовательно, при температуре насыщения существует только а-твердый раствор, и концентрация диффундирующего элемента постепенно уменьшается от максимальной на поверхности до нуля на некоторой глубине. Диффузионный слой по микроструктуре можно определить только из-за несколько большей или иной его травимости. Насыщение при температуре t2 сопровождается фазовой перекристаллизацией при температуре диффузии. Диффузия первоначально протекает в γ-фазе, а по достижении на поверхности предела растворимости происходит фазовая перекристаллизация у —>а. Зародыши а-фазы от поверхности растут по направлению диффузии, образуя характерные столбчатые кристаллиты. На границе раздела двух фаз (γи а) устанавливается перепад концентрации, а в микроструктуре (после охлаждения) обнаруживается пограничная диффузионная линия. Существенно, что двухфазные слои (у + а) при температуре диффузии не могут образоваться, а могут возникнуть только п результате превращений во время охлаждения. При насыщении легированной ехали при температуре диффузии могут возникнуть многофазные слон. При определении толщины диффузионного слоя, полученного при насыщении железа (стали) металлами и неметаллами обычно указывается не полная толщина слоя с измененным составом, а только толщина до пограничной диффузионной линии.между а- и γ-фазами (при насыщении металлами) или до определенной твердости (концентрации диффундирующего элемента) — эффективная толщина диффузионного слоя.
27.ЦЕМЕНТАЦИЯ. Цементацией - называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Различают два основных вида цементации: твердыми углеродсодержащими смесями (карбюризаторами) и газовую. Целью цементации является получение твердой и износостойкой поверхности, что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом и последующей закалкой с низким отпуском. Цементация и последующая термическая обработка одновременно повышают и предел выносливости. Для цементации обычно используют низкоуглеродистые стали (0,12 — 0,23% С). Выбор таких сталей необходим для того, чтобы сердцевина изделия, не насыщающаяся углеродом при цементации, сохраняла высокую вязкость после закалки. Для цементации детали поступают после механической обработки с припуском на шлифование 0,05 — 0,10 мм или после окончательной обработки (например, автомобильные шестерни). Во многих случаях цементации подвергается только часть детали; тогда, участки не подлежащие упрочнению, защищают тонким слоем меди (0,02 — 0,05 мм), которую наносят электролитическим способом, или изолируют специальными обмазками, состоящими из смеси огнеупорной глины, песка и асбеста или окиси алюминия и талька, замешанных на жидком стекле и др. ' Механизм образования и строение цементованного слоя. Цементация твердым карбюризатором. В этом процессе насыщающей средой является древесный уголь или каменноугольный полукокс и торфяной кокс.Изделия, подлежащие цементации, после предварительной очистки укладывают в ящики: сварные стальные или литые чугунные прямоугольной или цилиндрической формы. При упаковке изделий на дно ящика насыпают и утрамбовывают слой карбюризатора толщиной 20 — 30 мм, на который укладывают первый ряд деталей, выдерживая расстояния между деталями и до боковых стенок ящика 10—15 мм. Затем засыпают и утрамбовывают слой карбюризатора толщиной 10—15 мм, на него укладывают другой ряд; деталей и т. д. Последний (верхний) ряд деталей засыпают слоем карбюризатора толщиной 35 — 40 мм с тем, чтобы компенсировать возможную его усадку. Ящик накрывают крышкой, кромки которой обмазывают огнеупорной глиной или смесью глины и речного песка. После этого ящик помещают в печь.Нагрев до температуры цементации (910 — 93.0°С) составляет 7 — 9 мин на каждый сантиметр минимального размера ящика. Продолжительность выдержки при температуре цементации для ящика с минимальным размером 150 мм составляет 5,5 — 6,5 ч для слоя толщиной 0,7 — 0,9 мм и 9 — 11 ч для слоя толщиной 1,2 — 1,5 мм. При большем размере ящика (минимальный размер 250 мм) для получения слоя толщиной 0,7 — 0,9 мм продолжительность выдержки равна 7,5 — 8,5 ч, а при толщине 1,2 — 1,5 мм — 11 — 14 ч.После цементации ящики охлаждают на воздухе до 400 —500°С и затем раскрывают. Газовая цементация. Этот процесс осуществляют нагревом изделия в среде газов, содержащих углерод. Газовая цементация имеет ряд преимуществ по сравнению с цементацией в твердом карбюризаторе, поэтому ее широко применяют на заводах, изготовляющих детали массовыми партиями.В случае газовой цементации можно получить заданную концентрацию углерода в слое, сокращается длительность процесса, так как отпадает необходимость прогрева ящиков, наполненных малотеплопроводным карбюризатором; обеспечивается возможность полной механизации и автоматизации процессов и значительно упрощается последующая термическая обработка изделий, так как можно производить закалку непосредственно из цементационной печи. Наиболее качественный цементованный слой получается при использовании в качестве карбюризатора природного газа, состоящего почти полностью из метана (СН4) и пропанобутановых смесей, подвергнутых специальной обработке, а также жидких углеводородов. В серийном производстве газовую цементацию обычно проводят в шахтных муфельных печах. Шахтные имеют рабочую температуру, 950°С. Изделия в печь загружают на специальных подвесках и приспособлениях. Необходимая для газовой цементации атмосфера создается при подаче в камеру печи жидкостей, богатых углеродом. Углеводородные соединения при высокой температуре разлагаются с образованием активного углерода и водорода.
28.Азотированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве ее в аммиаке. Азотирование очень сильно повышает твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в таких средах как атмосфера, вода, пар и т.д. Твердость азотированного слоя заметно выше, чем цементованной стали, и сохраняется при нагреве до высоких температур (500-600 С); тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется только до 200-225С. Технология процесса азотирования. Предусматривает несколько операций: 1.Предварительная термическая обработка заготовки. Это операция состоит из закалки и высокого отпуска стали для получения повышенной прочности и вязкости в сердцевине изделия. Закалку стали выполняют с нагревом до 930-950С с охлаждением в воде или в масле. Отпуск проводят при высокой температуре 600-675 С, превышающей максимальную температуру последующего азотирования и обеспечивающей получение твердости, при которой сталь можно обрабатывать резанием. 2. Механическая обработка деталей, а также шлифование, которое придает окончательные размеры детали. 3.Защита участков, не подлежащих азотированию, нанесением, тонкого
4.Азотирование. 5.Окончательное шлифование или доводка изделия. Азотирование тонкостенных изделий сложной конфигурации рекомендуется выполнять при 500 — 520 С. Длительность процесса зависит от требуемой толщины азотированного слоя. Чем выше температура азотирования, тем ниже твердость азотированного слоя и больше толщина слоя. Обычно при азотировании желательно иметь слой толщиной 0,3—0,6 мм. Процесс азотирования при 500 —520°С в этом случае является продолжительным и составляет 24 — 60 ч. В процессе насыщения азотом изменяются, но очень мало, размеры изделия вследствие увеличения объема поверхностного слоя. Деформация возрастает при повышении температуры азотирования и толщины слоя. Для ускорения процесса азотирования нередко применяют двухступенчатый процесс: сначала азотирование проводят при 500 —520°С, а затем при 540 —560°С. При двухступенчатом процессе сокращается продолжительность процесса, при этом сохраняется высокая твердость азотированного слоя. Охлаждение после азотирования производят вместе с печью в потоке аммиака (до 200°С) во избежание окисления поверхности. Азотирование чаще ведут в шахтных печах с принудительной циркуляцией газа и максимальной рабочей температурой 600 или 700С.. Первый муфель после окончания процесса азотирования вынимается из печи и охлаждается на воздухе, в печь загружается второй муфель с деталями. При азотировании крупногабаритных изделий более экономичны печи с одним муфелем. 29.НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ. Нитроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840—-860°С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Продолжительность процесса 4—10 ч. Основное назначение нитроцемента-ции — повышение твердости и износостойкости стальных изделий.Толщина слоя при нитроцементации не должна превышать 1,0 мм. При большой толщине слоя в нем образуется темная составляющая и другие дефекты, снижающие механические свойства стали.При оптимальных условиях насыщения структуры нитроцементованного слоя должны состоять из мелкокристаллического мартенсита, небольшого количества мелких равномерно распределенных карбонитридов и 25 — 30% остаточного аустенита.Высокое содержание остаточного аустенита обеспечивает хорошую прирабатываемость, например нешлифуемых автомобильных шестерен, что обеспечивает их бесшумную работу. Максимальные показатели прочности достигаются только при оптимальном для данной стали содержании на поверхности нитроцементованного слоя углерода и азота.Азота в слое должно быть не меньше того количества, которое устраняет вредные последствия внутреннего окисления. При высоком содержании азота в слое образуется темная составляющая. Оба дефекта микроструктуры понижают предел выносливости при изгибе и контактную прочность. Нитроцементации обычно подвергают детали сложной конфигурации, склонные к короблению. Нитроцементация имеет следующие преимущества по сравнению с газовой цементацией. Процесс происходит при более низкой температуре (840 — 86ОС вместо 910 — 930°С); глубина слоя меньше; получаются меньшие деформации и коробление изделий; повышается сопротивление износу и коррозии.Нитроцементацию широко применяют на автомобильных и тракторных заводах. ЦИАНИРОВАНИЕ. Цианированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температуре 820 — 95О°С в расплавленных солях. Среднетемпературное цианирование. В этом процессе изделие нагревают до 820 — 860 С в расплавленных солях. Продолжительность процесса обусловлена требуемой толщиной слоя и составляет 30-90 мин.Цианистый натрий в процессе цианирования окисляется кислородом воздуха.Цианирование при указанных сравнительно невысоких температурах позволяет выполнять закалку непосредственно из цианистой ванны. После закалки следует низкотемпературный отпуск (180 —200 С). Цианированный слой по сравнению с цементованным обладает более высокой износостойкостью и эффективно повышает предел выносливости. Этот вид цианирования применяют для упрочнения мелких деталей.Высокотемпературное цианирование. Для получения слоя большей толщины (0,5 — 2,0 мм) применяют высокотемпературное или глубокое цианирование при 930-950°С. Зеркало ванны покрывают слоем графита во избежание больших потерь теплоты и угара цианистых солей. Время выдержки изделий в ванне для получения слоев указанной толщины составляет 1,5 — 6 ч.Выделяющийся атомарный углерод и азот диффундируют в железо. При указанных высоких температурах сталь с поверхности в большей степени насыщается углеродом и в меньшей – азотом.Строение цианированного слоя аналогично цементованному. После высокотемпературного цианирования детали охлаждают на воздухе, а затем для измельчения зерна закаливают с нагревом в соляной ванне или печи и подвергают низкотемпературному отпуску.Процесс цианирования по сравнению с процессом цементации требует меньшего времени для получения слоя заданной толщины, характеризуется значительно меньшими деформациями и короблением деталей сложной формы и более высокими сопротивлением износу и коррозии.Недостатком цианирования является высокая стоимость, ядовитость цианистых солей и необходимость в связи с этим принятия специальных мер по охране труда. 30.БОРИРОВАИИЕ. Борированием называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали бором при нагревании в соответствующей среде. Температура насыщения 930—950°С при выдержке 2—6ч. Процесс можно вести 31.ДИФФУЗИОННОЕ НАСЫЩЕНИЕ МЕТАЛЛАМИ. Поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, цинком и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена этими элементами, приобретает ценные свойства, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость.В зависимости от метода переноса диффузионного элемента на насыщаемую поверхность различают следующие основные способы диффузионной металлизации: 1) погружением в расплавленный металл, если диффундирующий элемент имеет низкую температуру плавления (например, алюминий, цинк); 2) из расплавленных солей, содержащих диффундирующий элемент (с электролизом и без электролиза); 3) из сублимированной фазы путем испарения диффундирующего элемента; 4) из газовой фазы (контактным и неконтактным методом), состоящей из галогенных соединений диффундирующего элемента.Галогенные соединения диффундирующего элемента получают путем воздействия галоидного или галойдоводородного газа на этот элемент, или его ферросплав.Наиболее часто применяют контактный метод насыщения из газовой фазы. Для этого обрабатываемое изделие упаковывают в порошкообразную среду, состоящую из ферросплава диффундирующего элемента. При высокой температуре диссоциирует. При этом полученный НС1 взаимодействует с ферросплавом, образуя галоидные соединения диффундирующего элемента. Процесс ведут при 950 —1150°С в течение 3 —12 ч. Алитирование, Алитированием называют насыщение поверхности стали алюминием.В результате аллитирования сталь приобретает высокую окалиностой-кость (до 850—900°С), так как в процессе нагрева на поверхности аллити-рованных изделий образуется плотная пленка окиси алюминия предохраняющая металл от окисления. Алитированный слой обладает также хорошим сопротивлением коррозии в атмосфере и морской воде.Алитированию подвергают топливники газогенераторных машин, чехлы термопар, детали разливочных ковшей, клапаны и другие детали, работающие при высоких температурах. Хромирование. Хромированием называют насыщение поверхности стальных изделий хромом. Этот процесс обеспечивает повышенную устойчивость стали против газовой коррозии (окалиностойкость) — до 800°С, зысокую коррозионную стойкость в. таких средах, как вода, морская вода л азотная кислота. Хромирование сталей, содержащих свыше 0,3 —0,4%-С, повышает также твердость и износостойкость.Диффузионный слой, получаемый при хромировании технического железа, состоит из твердого раствора хрома в а-железе. Слой. получаемый при хромировании стали, содержащей углерод, состоит из карбидов хрома. Под слоем карбидов находится переходный слой с высоким содержанием углерода (0,8%). Такие слои образуются в результате диффузии углерода из внутренних слоев к поверхности навстречу хрому. Углерод обладает большей скоростью диффузии, чем хром, поэтому для образования карбидного слоя используется не весь углерод, и иод карбидным слоем находится переходный слой с высоким содержанием углерода. Карбидный слой обладает высокой твердостью.Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах. Силицирование. Насыщение поверхности стали кремнием называют си-лицированием. Силицирование придает стали высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и несколько увеличивает устойчивость против износа.Силицированный слой является твердым раствором кремния в а-железе. Под диффузионным слоем часто наблюдается слой перлита. Это объясняется оттеснением углерода из диффузионного слоя вследствие пониженной растворимости его в кремнистом феррите. Силицированию подвергают детали, используемые в оборудовании химической, бумажной и нефтяной промышленности (валики насосов, трубопроводы, арматура, гайки, болты и т. д.).
Ой семестр +1.Влияние на сталь углерода и постоянных примесей. Главным элементом в стали является углерод, и это единственная примесь которая специально вводится в сталь. С повышением содержания углерода прочность стали существенно возрастает. С повышением содержания углерода увеличивается прочность и твердость, а пластичность и вязкость снижаются, кроме этого углерод заметно повышает верхний порог хладноломкости, расширяя температурный интервал перехода стали в хрупкое состояние. Особенно сильно сказывается влияние углерода при неравновесной структуре стали. Углеродистые стали, в отличие от легированных, менее технологичны при термической обработке и у этих сталей очень небольшая прокаливаемость. Получаемая в промышл. углеродистая сталь имеет довольно сложный химический состав. Содержание железа в ней может быть в пределах 97,0 – 99,5% и попадает марганец, кремний, сера фосфор, кислород, азот, водород, случайные примеси хром, никель, медь и кроме того не металлические включения. Постоянными примесями в стали считаются такие которые попадают в нее в процессе получения, разливки а также из исходных материалов, топлива, футеровки печей и атмосферы. Марганец в виде оксида постоянно находится в железных рудах, также попадает встали при раскислении ее ферромарганцем при выплавке. Аналогично воздействует на св-ва стали кремний, растворяющийся только в феррите. К постоянным примесям в стали относятся фосфор и сера. Эти элементы оказывают существенное влияние на механические, технологические и др. св-ва стали. Фосфор попадает из руды, топлива, и флюсов, используемых в металлургическом производстве. Сера присутствует в небольших количествах в железных рудах и металлург-ом топливе и поэтому попадает в сталь во время металлургического процесса. Кислород в крист. Решетке железа не растворяется, поэтому в стали он присутствует в виде зерен оксидов железа и др. элементов. Эти не металлические включения снижают прочностные и пластические св-ва стали. Азот в очень маленьких кол-вах растворяясь в феррите упрочняет сталь на превышающую допустимое значение охрупчивает. При выплавке стали в нее попадает водород, он охрупчивает его. Включения оксидов Mn. Si. Al могут образовываться в стали как продукты реакций раскисления на определенном этапе выплавки, а также попасть в нее из футеровки печей. Все неметаллические примеси существенно ухудшают металлургическое качество стали и снижают ее мех. Св-ва. +2.основными легирующими элементами являются хром, никель, кремний и марганец. Никель увеличивает пластичность и вязкость стали, снижает температуру порога хладноломкость и уменьшает чувствительность стали к концентраторам напряжений, перечисленные факторы способствуют повышению сопротивления стали хрупкому разрушению. введение в сталь 1% никеля приводит к снижению порога хладноломкости на 60-80 С, а легирование стали 3-4% никеля обеспечивает ей глубокую прокаливаемость. Хром повышает жаростойкость и коррозионную стойкость стали, увеличивает ее электрическое сопротивление и уменьшает коэффициент линейного расширения. легирование стали хромом приводит к уменьшению склонности аустенитного зерна к росту при нагреве, существенному увеличению ее прокаливаемости, а также к замедлению процесса распада мартенсита. Кремний широко используется при выплавке стали как раскислитель. легирование кремнием углеродистых и хромистых сталей увеличивает их жаростойкость.уменьшая подвижность углерода в феррите, кремний тем самым затрудняет формирование и рост цементитных частиц, что проявляется в повышении устойчивости структуры стали при отпуске. Содержание кремния в стали ограничивают, поскольку он повышает склонность стали к тепловой хрупкости. Марганец подобно никелю, снижает критическую скорость охлаждения, но в отличие от последнего уменьшает и вязкость феррита. Марганец используется для частичной замены никеля с целью получения нужного сочетания механических св-тв стали, а также с учетом меньшей стоимости марганца. Вольфрам, молибден, ванадий, титан, бор и другие вводят в сталь совместно с хромом, никелем и марганцем для дополнительного улучшения ее свойств. 3. Классификация легированных сталей. В основу классификации легированных сталей заложены четыре признака: равновесная структура (после отжига), структура после охлаждения на воздухе (после нормализации), состав и назначение сталей. По типу равновесной структуры стали подразделяются на доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, а доэвтектоидные и заэвтектоидные наряду с перлитом содержат соответственно избыточный феррит или вторичные карбиды типа М3С. В структуре литых ледебуритных (карбидных) сталей присутствует эвтектика (ледебурит), образованная первичными карбидами вкупе с аустенитом; поэтому по структуре они могут быть отнесены к белым чугунам, но их причисляют к сталям с учетом меньшего, чем у чугунов, содержания углерода (< 2%) и возможности подвергать пластической деформации. Классификация по структуре после нормализации предполагает разделение сталей на три основных класса: перлитный, мартенситный и аустенитный. Такое подразделение обусловлено тем, что с увеличением содержания легирующих элементов в стали возрастает устойчивость аустенита в перлитной области; одновременно снижается температурная область мартенситного превращения. Все это приводит к изменению получаемых при нормализации структур от перлита в относительно малолегированных сталях до мартенсит и аустенита. Классификация по химическому составу предполагает разделение легированных сталей на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и т. п. Согласно той же классификации стали подразделяют по общему количеству легирующих элементов в них на низколегированные, легированны и высоколегированные. Разновидностью классификации по химическому составу является классификация по качеству. Качество стали — это комплекс свойств, обеспечиваемых металлургическим процессом, таких, как однородность химического состава, I строения и свойств стали, ее технологичность. Эти свойства зависят от содержания газов (кислород, азот, водород) и вредных примесей — серы и фосфора. По качеству легированные стали подразделяют на качественные (до 0,04% S и до 0,035% Р), высококачественные (до 0,025% S и до 0,025% Р) и особовысококачественные (до 0,015% S и до 0,025% Р). По назначению стали подразделяют на конструкционные (например, цементуемые, улучшаемые), инструментальные и с особыми свойствами. К последним относят «автоматные», пружинные, шарикоподшипниковые, износостойкие, коррозионностойкие, теплоустойчивые, жаропрочные, электротехнические и другие стали. 4. Маркировка легированных сталей. Обозначение марки включает в себя цифры и буквы, указывающие на примерный состав стали. В начале марки приводятся двузначные цифры (например, 12ХНЗА), указывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы справа от цифры обозначают легирующие элементы: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, К — кобальт, Н — никель, М — молибден, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц —цирконий, Ч — редкоземельные элементы, Ю — алюминий. Следующие после буквы цифры указывают примерное содержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента (при содержании 1—1,5% и менее цифра отсутствует, например 30ХГС). Высококачественные стали обозначаются буквой А, а особовысококачественные — буквой Ш, помещенными в конце марки (30ХГСА, ЗОХГС-Ш). Если буква А расположена в середине марки (14Г2АФ), I то это свидетельствует о том, что сталь легирована азотом. При обозначении автоматных сталей с повышенной обрабатываемостью резаниембуква А ставится в начале марки (А20, А40Г). Если автоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается с сочетания букв АС (АС35Г2, где цифра 35 обозначает среднее содержание углерода в сотых долях процента). Маркировка шарикоподшипниковой стали начинается с буквы Ш (ШХ15, где 15 — среднее содержание хрома в десятых долях процента). В начале обозначения марки быстрорежущих сталей стоит буква Р, за которой следует цифра, отражающая концентрацию вольфрама (Р18, Р6М5). Опытные стали, выплавленные на заводе «Электросталь», первоначально обозначают буквами ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная) с порядковым номером разработки (освоения), например ЭИ962 (11Х11Н2В2МФ), ЭПЗЗ (10Х11Н23ТЗМР). Такое упрощенное обозначение сталей, особенно высоколегированных, в дальнейшем широко используется и в заводских условиях. При маркировке сплавов на железоникелевой основе указывается количественное содержание никеля (в процентах) с перечислением лишь буквенных обозначений остальных легирующих элементов, например ХН38ВТ, ХН45МВТЮБР +5.цементуемые. К данной группе сталей относятся стали с содержанием углерода 0,1-0,3% обеспечивающие после химикотермической обработки, закалки и низкого отпуска высокую поверхностную твердость при вязкой, но достаточно прочной сердцевине. Эти стали используются для изготовления деталей машин и приборов испытывающих переменные и ударные нагрузки и одновременно подверженные износу. Карбидо- и нитридообразующие элементы способствуют повышению прокаливаемости, поверхностной твердости, износостойкости и контактной выносливости. Никель повышает вязкость сердцевины и диффузионного слоя и снижает порог хладноломкости. Легированные стали ванадием, титаном, алюминием, ниобием, приводит к образованию дисперсных нитридов или карбонитридов. Цементуемые легированные стали по механическим св-ам подразделяют на две группы: стали средней прочности и повышенной прочности. Хромистые стали 15Х, 20Х предназначены для изготовления небольших изделий простоя формы, цементируемых на глубину 1.0-1.5мм. Хромистые стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при некоторой меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементируемом слое., чувствительна к перегреву, прокаливаемость невелика. Легирование хромистой стали ванадием (0.1-0,2%) улучшает механические свойства (сталь 20ХФ). Кроме того, хромованадиевые стали менее склонны к перегреву. Используют только для изготовления сравнительно небольших деталей. Хромоникелевые стали применяются для крупных деталей ответственного значения. испытывающих при эксплуатации значительные динамические нагрузки. Повышенная прочность, пластичность и вязкость сердцевины и цементированного слоя. Стали малочувствительны к перегреву при длительной цементации и не склонны к перенасыщению поверхностных слоев углеродом Хромомарганцевые стали применяют во многих случаях вместо дорогих хромоникелевых. Однако они менее устойчивы к перегреву и имеют меньшую вязкость по сравнению с хромоникелевыми Хромомарганцевоникелевые стали. Повышение прокаливаемости в прочности хромомарганцевых сталей достигается дополнительным легированием их никелем. После цементации эти стали имеют высокие механические свойства. Бор увеличивает прокаливаемость стали, делает сталь чувствительной к перегреву. 6.улучшаемые Улучшаемые легированные стали. Улучшаемыми называют такие стали, которые используются после закалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали (40Х, 40ХФА,и др.) содержат 0,3—0,5% углерода и 1—6% легирующих элементов. Данные стали применяют для изготовления валов, шатунов, штоков и других деталей, подверженных воздействию циклических или ударных нагрузок. В связи с этим улучшаемые стали должны обладать высоким пределом текучести, пластичностью, вязкостью, малой чувствительностью к надрезу. Хромистые улучшаемые стали (ЗОХ, 40Х, 50Х) содержат 1% Сг, 0,65%
|
||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-30; просмотров: 272; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.120.109 (0.05 с.) |