2.5. Фазові і структурні перетворення при відпуску сталі 20г

Для даної цементуемої| сталі застосовують низький відпустк|відпуск| при температурі 180-200 ^оС| впродовж|упродовж| 60 хв.,твердість складає 250-270 НВ. Мета|ціль| даного відпуску-| зменшення залишкової гартівної напруги|напруження|; температура низького відпуску вибрана так, щоб не понизити|знизити| твердість і зносостійкість. Охолодження проводять на повітрі.

При відпуску загартованої сталі протікають процеси розпаду мартенситу, утворення цементиту, спеціальних карбідів і їх коагуляція. Розпад мартенситу включає формування сегрегацій атомів вуглецю і легуючих елементів в твердому розчині біля дефектів кристалічної будови, утворення і виділення вуглецю і легуючих елементів у карбідну фазу. При цьому мартенсит, що має об’ємноцентровану тетрагональну гратку, переходить у ферит з ОЦК граткою.

Переважне утворення проміжного карбіду замість стабільнішого цементита| Fe₃C| можна пояснити| тим, що на кордоні|межі| мартенсіту з|із| ε-карбидом сполучення|спряження| грат краще і, отже поверхнева|зверхня| енергія нижча, ніж на кордоні|межі| матриці з|із| цементитом[5]|.

Згідно|згідно з| деяким електронно-мікроскопічним дослідження| першої фази, що виділяється з|із| мартенсіту, є не гексагональний ε -карбид|, а η-карбид Fe₃C| з|із| ромбічними гратами, які також добре з’єднується з|із| гратами мартенсіту. Цей карбід виявлений при температурах відпуску 100—200°С| .

Таким чином, кінцева структура сталі від поверхні до центру буде представлена на рис.2.13.

Поверхня Центр

Рисунок 2.13 – Мікроструктура сталі після цементації на поверхці та у серцевині гайки зі сталі 20Г

2.6. Вдосконалення технологічних процесів на основі анализу фазово-структурних перетворень у сталі 20г

Як удосконалення способу обробки виробу вибираю газову цементацію поверхні.

Недолік – в результаті цементації поверхні при подальшій роботі гайки може статися сколювання кутів, аби це не сталося необхідно регламентувати вміст вуглецю при насиченні до 0,6-0,7 %.

Мета винаходу – зменшити кількість вуглецю в поверхні, для усунення сколювання.

Поставлена мета досягається тим, що при ХТО (гарті, низькому відпуску) збільшити тривалість витримки, для того, щоб кількість вуглецю при цементації не перевищувала 0,6-0,7%.

Формула винаходу:

Спосіб газової цементації виробів, що включає нагрів, витримку до необхідного насичення і охолодження, відрізняється тим, що тривалість витримки при температурі цементації регламентується вмістом вуглецю в насиченому шарі до 0,6-0,7%.

2.7. Висновки і рекомендації

1. Сталь 20Г відноситься до низьковуглецевих, конструкційних, легованих, поліпшуваних сталей.

2. Етапи технологічного переділу сталі 20Г в готовий виріб і фазово – структурні перетворення проаналізовані на основі гайки, основні етапи переділу: «заготівля – механічна обробка різанням –кована заготівля – термічна обробка».

3. Запропоновані види і режими термообробки напівфабрикатів із сталі 20Г: ковану заготівлю піддавати нормалізації, готовий виріб рекомендовано піддати цементації, та гартуванню в маслі з наступним низьким відпуском.

4. Розглянуті фазові і структурні перетворення при аустенітизації сталі 20Г, при її наступному охолодженні в інтервалі А₁ – М_н, гартуванні і відпуску стосовно режиму попередньої та кінцевої термообробки.

5. Вказані деякі особливості фазових і структурних перетворень в сталі 20Г, які викликані наявністю в ній Cr, Ni.

6. Запропонований удосконалений технологічний процес виготовлення гайки.