Навигация
Анализ влияния углерода и легирующих элементов стали на технологию ее термообработки и полученные результаты
10902
знака
4
таблицы
1
изображение
2. Анализ влияния углерода и легирующих элементов стали на технологию ее термообработки и полученные результаты.
Хром повышает точку А3 и понижают точку А4 (замыкает область γ-железа). Температура эвтектоидного превращения стали (точку А1) в присутствии хрома повышается, а содержание углерода в эвтектоиде (перлите) понижается. При содержании хрома 3 - 5% в стали одновременно присутствуют легированный цементит и карбид хрома Cr7C3, а если более 5% хрома, то в стали находится только карбид хрома. С углеродом хром образует карбиды (Cr7C3,Cr4C) более прочные и устойчивые, чем цементит. Растворяясь в феррите, хром повышает его твердость и прочность и прочность, незначительно снижая вязкость. Хром значительно увеличивает устойчивость переохлажденного аустенита.
В связи с большой устойчивостью переохлажденного аустенита и длительностью его распада, изотермический отжиг и изотермическую закалку хромистой стали проводить нецелесообразно. Хром значительно уменьшает критическую скорость закалки, поэтому хромистая сталь обладает глубокой прокаливаемостью. Температура мартенситного превращения при наличии хрома снижается.
Хром препятствует росту зерна и повышает устойчивость против отпуска. Поэтому отпуск хромистых сталей проводится при более высоких температурах по сравнению с отпуском углеродистых сталей. Хромистые стали подвержены отпускной хрупкости и поэтому после отпуска детали следует охлаждать быстро (в масле). Карбидообразующими элементами являются хром и марганец. При растворении карбидообразующих элементов в цементите образующиеся карбиды называются легированным цементитом. При повышении содержания карбидообразующего элемента образуются самостоятельные карбиды данного элемента с углеродом, так называемые простые карбиды, например, Cr7C3, Cr4C, Mo2C. Все карбиды очень тверды (HRC 70 - 75) и плавятся при высокой температуре.
Растворимость никеля в α-железе увеличивается с понижением температуры; при 700°. . . 5% никеля, при 400°. . . 10% никеля. Ограниченная область α твердого раствора. Никель повышает твердость и прочность феррита. Открытая область γ твердого раствора; непрерывная растворимость. Высокая вязкость, малая прочность и твердость никелевого аустенита. Повышает критическую точку А4, понижает А1 и А3.
Микроструктура феррита
Необходимо иметь в виду, что карбидообразующие элементы только в том случае повышают устойчивость аустенита, если они растворены в аустените. Если же карбиды находятся вне раствора в виде обособленных карбидов, то аустенит, наоборот, становится менее устойчивым. Это объясняется тем, что карбиды являются центрами кристаллизации, а также тем, что наличии нерастворенных карбидов приводит к обеднению аустенита легирующим элементом и углеродом.
3. Последовательность операции предварительной и окончательной термообработки деталей.
| Предел выносливости, Н/мм2 | Термообработка | |
| σ -1 | τ -1 | |
| 594 | 892 | Закалка 845 °С, вода, Отпуск 480°С, вода, σ 0,2=900 Н/мм2, σ в= 1150 Н/мм2 |
| 506 | 773 | Закалка 845 °С, вода, Отпуск 590°С, вода, σ 0,2= 810 Н/мм2, σ в= 1010 Н/мм2 |
Хромоникелевые стали со средним и высоким содержанием углерода – улучшению (закалке и высокому отпуску).
Доэвтектоидные стали при закалке нагревают до температуры на 30 -50°С выше верхней критической точки Ас3. При таком нагревании исходная феррито-перлитная структура превращается в аустенит, а после охлаждения со скоростью больше критической образуется структура мартенсита. Скорость охлаждения оказывает решающее влияние на результат закалки. Преимуществом масла является то, что закаливающаяся способность не изменяется с повышением температуры масла.
4. Режим операций предварительной и окончательной термообработки детали
Последовательность операций обработки поршневого пальца, изготовленного из стали 45ХН :
Механическая обработка - закалка - высокий отпуск - механическая обработка;
Основная цель закалки стали это получение высокой твердости, и прочности что является результатом образования в ней неравновесных структур – мартенсита, троостита, сорбита. Заэвтектоидную сталь нагревают выше точки Ас1 на 30 - 90 0С. Нагрев заэвтектоидной стали выше точки Ас1 производится для того, чтобы сохранить в структуре закаленной стали цементит, является еще более твердой составляющей, чем мартенсит (температура заэвтектоидных сталей постоянна и равна 850 - 870 0С). Масло недостаточно быстро охлаждает при 550 - 650°С, что ограничивает его применение только тех сталей, которые обладают небольшой критической скоростью закалки.
После нагрева и выдержки изделие охлаждают в различных средах. При несквозной прокаливаемости микроструктура внутренних слоев изделие представляется троостит. Сталь со структурой троостита обладает повышенной твердостью (НВ 330 - 400), достаточной прочностью, умеренной вязкостью и пластичностью.
Высокий отпуск характеризуется температурой нагрева 500 - 600 0С и структурой сорбита. Закалку и последующий высокий отпуск называют улучшением, так как при нем отпущенная сталь приобретает наиболее благоприятное сочетание механических свойств, высокую прочность, пластичность и вязкость. Скорость охлаждения значения не имеет.
Последней операцией после отпуска проводят чистовую обработку точением, фрезерованием, шлифованием и др.
Механические свойства стали после термической обработки:
- Твердость повысилась до НВ 302 - 352;
- Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2%, σ0,2= 640 Н/мм2
- Временное сопротивление (предельная прочность при разрыве),
σв= 785 Н/мм2
- Ударная вязкость после разрыва, KCU = 59 Дж/см2
- Относительное сужение после разрыва, Ψ = 42 %
Микроструктура закаленной углеродистой стали после
отпуск
Список использованной литературы:
1) Пожидаева С.П. Технология конструкционных материалов: Уч. Пособие для студентов 1 и 2 курса факультета технологии и предпринимательства. Бирск. Госуд. Пед. Ин-т, 2002.
2) Самохоцкий А.И. Технология термической обработки металлов, М., Машгиз, 1962.
3) Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. А.С. Зубченко – М.: Машиностроение, 2003.
Похожие работы
... крупнозернистой структуры при небольшом перегреве. Этот недостаток марганцев сталей необходимо учитывать при термической обработке, правильно выбирать температуру нагревания и давать по возможности минимальную выдержку. Марганцовистые стали склонны к отпускной хрупкости и поэтому после отпуска детали следует охлаждать быстро (в масле). На процесс цементации стали марганец оказывает положительное ...
... детали узла. Завершающим этапом курсового проекта будет разработка технологической документации на восстановление рабочей фаски наплавкой и карты технологического процесса ремонта крышки цилиндра дизеля ПД-1М в объёме ТР-1. 1. Разработка технологического процесса ремонта цилиндрической крышки дизеля ПД-М Описание конструкции узла 1 - впускной клапан (ПД-1М-09-009, сталь Х9С2); 2 - ...
... .335 с., ил. Организационно-экономический расчёт.Консультант: Одинцова Л. А. Исследовательская часть. Охрана труда и охрана окружающей среды. В данном проекте спроектирован цех для ремонта поршневых компрессоров. Основной материал обработки серый чугун марок СЧ 21, 24 ГОСТ 1412-79. Для ремонта компрессоров применяется различное оборудование: токарные, круглошлифовальные, плоскошлифовальные, ...
... - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин. Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии. Классификация ...
0 комментариев