16.4 Обработка стали холодом
Высокоуглеродистые и легированные стали имеют температуру конца мартенситного превращения (Мк) ниже 0 С. Поэтому в структуре стали после закалки наблюдается значительное количество остаточного аустенита, который снижает твердость изделия, а также ухудшает магнитные характеристики. Для устранения аустенита остаточного проводят дополнительное охлаждение детали в области отрицательных температур, до температуры ниже т. Мк (- 80 С). Обычно для этого используют сухой лед. Такая обработка называется обработкой стали холодом.
Обработку холодом проводят сразу после закалки, чтобы не допустить стабилизации аустенита. Увеличение твердости после обработки холодом обычно составляет (1…4) HRC. После обработки холодом сталь подвергают низкому отпуску, так как обработка не снижает внутренних напряжений.
Такой обработке подвергают детали шарикоподшипников, точных механизмов, измерительные инструменты.
16.5 Упрочнение методом пластической деформации
Методы механического упрочнения – наклепывание поверхностного слоя на глубину (0,2…0,4) мм. Основное назначение методов – повышение усталостной прочности.
Разновидностями являются дробеструйная обработка и обработка роликами (рис. 16.4).
а |
б |
в |
Рисунок 16.4 – Упрочнение методом пластической деформации: дробеструйная обработка (а); обработка роликами: цилиндрической (б) и плоской (в) поверхностей. |
||
Дробеструйная обработка – обработка дробью поверхности готовых деталей. Осуществляется с помощью специальных дробеструйных установок, выбрасывающих стальную или чугунную дробь. Диаметр дроби – (0,2…4) мм. Удары дроби вызывают пластическую деформацию на глубину (0,2…0,4) мм.
Применяют для упрочнения деталей в канавках, на выступах. Подвергают изделия типа пружин, рессор, звенья цепей, траки гусениц, гильзы, поршни, зубчатые колеса.
При обработке роликами деформация осуществляется давлением ролика из твердого металла на поверхность изделия.
При усилиях на ролик, превышающих предел текучести обрабатываемого материала, происходит наклеп на нужную глубину. Обработка улучшает также микрогеометрию, повышает предел усталости и долговечность изделия.
Не требуется специальное оборудование, можно использовать токарные (рис. 16.4 б) или строгальные (рис. 16.4 в) станки.
Обкатка роликами применяется при обработке шеек и галтелей коленчатых, распределительных и гребных валов, проволоки, при калибровке труб, прутков.
17. Конструкционные материалы. Легированные стали
17.1 Конструкционные материалы
К конструкционным материалам предъявляют следующие основные требования:
- сочетание высокой прочности и достаточной вязкости;
- хорошие технологические свойства;
- экономичность;
- недефицитность.
Конструкционная прочность стали достигается путем рационального выбора химического состава. Решающая роль отводится углероду. Он увеличивает прочность стали, но снижает пластичность и вязкость, повышает хладноломкость. Поэтому его содержание регламентировано и редко превышает 0,6 %.
Также значительно влияют легирующие элементы. Повышение свойств связано с обеспечением высокой прокаливаемости, снижением критической скорости закалки, измельчением зерна.
Применение упрочняющей термической обработки улучшает комплекс механических свойств.
Металлургическое качество влияет на конструкционную прочность. Чистая сталь при одних и тех же прочностных свойствах имеет повышенные характеристики надежности.