1 ).Сталь 50. Температура, требования, состав фаз и их количественное соотношение. Диаграмма Fe-c. Превращения при нагреве в аустенитную область и при охлаждении.

H=0,1%С; G=0,18%С; B=0,5%С; E=2%С; C=4,3%С; P=0,25%С; Q=0,006%С; S=0,8%.

α– твердый раствор углерода в α - железе – феррит;

γ – твердый раствор углерода в γ – железе – аустенит;

σ(Б) – твердый раствор углерода в σ – железе.

Д ля линии 1.

Исх. структ в т.1 ауст в т.2 заканч.

аустенит превр в превращение

феррит ауст в феррит

Для линии 2.(до точки 2 все тоже самое)

О т т.2 до т.3 –охлаждение феррита (ничего не меняется). В т.3 феррит становится пересыщен углеродом. При t>т.3 выделяются частички цементита.

При комнатной t фазы: феррит+цементит(Fe₃C).

Для линии 3.

Исходная структура аустенит. В т.1 ауст неустойчивый => превращается в феррит(два первых рисунка для линии 1). т.1-2 продолжение рекристаллизации.

В т.2 γ_s→α_p(0.025%C)+Fe₃C_k (6.67%C).Состав аустенита γ в точке s (0.8%C)-постоянный. Эвтектоидное превращение(перлитное) α_р+ Fe₃C_k – перлит. После т.3 выделяется цементит из α – твердого раствора. Стали до точки s доэвтектоидные.

Для линии 4.Структурная составляющая перлит.

Д ля линии 5. В т.1 из аустенита выделяется избыточный цементит.

Как только аустенит достигает т.2 происходит перлитное превращение: все что было аустенитом становится перлитом. Сталь доэфтектоидная. Фазы: феррит+цементит. Структурные составляющие: цементит+перлит.

Для линии 6. ж_в+σн=γ_j+σ.

Для линии 7. ж_в+σн=γ_j+ж.

2. Назначение режимов закалки для сталей различных классов. Примеры.

2).Закалка – нагрев выше критических точек и последующее ускоренное охлаждение.

Назначение закалки - упрочнение. Инструментальная сталь должна иметь после закалки высокую твердость (60-64HRC), такая твердость может быть получена как в легированной, так и в простой углеродитстой стали, однако углеродистая сталь не обладает достаточной износоустойчивостью и стойкостью против отпуска. Поэтому инструментальную углеродистую сталь различных марок с содержанием углерода от 0,55до1,5% применяют только для ручного инструмента(пилы, ножовки, зубила, молотки и др.) и для машинного станкового режущего инструмента при небольших скоростях резания, когда разогрев инструмента во время работы не превышает 200-250˚С. Стали типа ШХ9, ШХ12, ШХ15(для шариков и роликов) температура закалки 850˚С, среда зак-ки- масло, ШХ6-вода. Для высокой твердости, износостойкости, постоянства размеров в процессе эксплуатации.

Для инструмента, работающего в тяжелых температурных условиях или с большими скоростями резания, применяют инструментальную легированную сталь. Температура нагрева для закалки углеродистой (У7-У12) и среднелегированной инструментальной стали (ХГ, Х, 9Х, 8Х3 и др.) может колебаться в пределах 780 –880˚С, среда охл.- вода или через воду на масло.

Температура нагрева при закалке высоколегированной инструментальной стали карбидного класса должна быть не ниже 1100-1150˚С (Х12, Х12М и др.) на первичную твердость, охлаждение в масле, отпуск низкий 150-170˚С, структура после закалки М+Аост+К₁. Закалка на вторичную твердость t_нагр=1050-1150˚С, охлаждение в масле, структура после закалки М+К₁+Аост, высокий отпуск 500˚С, структура после отпуска М+К₁+К₂+остА.

Штамповые стали для деформирования в горячем состоянии(5ХНТ, 5ХНВ, 5ХНС, 3Х2В8,4Х8В2 и др.) tзак-ки=830-870˚С, закалка с подстуживанием (подстуживание для уменьшения напряжений при закалке, чтобы не было трещин. Охлаждение при закалке не до комнатной температуры, также для уменьшения напряжений, дальше немедленно на отпуск. tотп=520-540˚С.

И, наконец, температура нагрева под закалку быстрорежущей стали различных марок (Р18 и Р9) должна быть в пределах 1220-1300˚С. Необходимость высокой температуры нагрева под закалку стали карбидного класса по сравнению с углеродистой и среднелегированной объясняется стремлением перевести в твердый раствор возможно большее количество карбидов.

Температура закалки пружинной стали выше линии Ас₃ с последующим средним отпуском 350-450˚С на структуру тростита, затем изотермическая закалка на нижней линии и отпуск на температуру изотермической выдержки. Такая обработка необходима для высокого σ_упр или σ_0,05 , релаксационной стойкости, сопротивления циклическим нагрузкам. Стали 65, У8, 65Г, 60С2А, 60С2ВА, 50ХФА, 50ХГР.

Низкотемпературные стали (20Х2Н4А) закаливаются с температуры 800˚С в масле и в штампе в зажатом состоянии (чтобы не деформировалась).

Высокомарганцевые износостойкие стали подвергают закалке с t=1050-1150˚С(это стали аустенитного класса). Цель закалки растворить все и в итоге получить один аустенит. Пример стали: 110Г13Л и др. Примеры продукции: звенья гусениц, зубья ковшей.