2.4 Фазові та структурні перетворення при охолоджені сталі 5хнт

Рисунок 2.11. - Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту сталі 5ХНТ

Фазові й структурні перетворення сталі 5ХНТ при охолодженні розглянуті на ізотермічній діаграмі розпаду аустеніту.

На діаграмі зображені області Ф+К, Б, М перетворень при охолодженні.

Бейнитное перетворення розвалюється при переохолодженні аустеніту нижче 580^˚С аж до т. Мн =260^˚С. На діаграмі показані ізотермічні витримки при відпалі й загартуванні, а також криві охолодження.

На рисунку 2.12. наведена залежність твердості сталі від температури витримки.

Рисунок 2.12. - Залежність твердості від температури ізотермічної витримки сталі 5ХНТ

З рисунка 2.12. видно, що при збільшенні температури ізотермічної витримки твердість сталі зменшується.

На рисунку 2.13. представлена термокінетичена діаграма розпаду переохолодженого аустеніту сталі 5ХНТ.

Рисунок 2.13. – Термокінетична діаграма розпаду переохолодженого аустеніту сталі 5ХНТ

υ_кр = 735-400 = 2,2^˚С/с

1,5 *100

При повільному охолодженні υ₁; υ₂; υ₃ з аустеніту виділяється Ф+К.

При збільшенні швидкості охолодження, крім Ф+K, відбувається бейнітне перетворення. При υ₅; υ₆ відбувається тільки бейнітне перетворення.

Розрахуємо швидкості охолодження:

υ₁ = 735 - 680 = 7*10^{3 ˚}С/с;

1,5* 7* 10³

υ₂ = 735 - 670 = 1,6*10^{-2 ˚}С/с;

1,5* 4* 10³

υ₃ = 735 - 650 = 4*10^{-2 ˚}С/с;

1,5* 2* 10³

υ₄ = 735 - 620 = 0,1 ^˚С/с;

1,5* 1100

υ₅ = 735 - 600 = 0,2 ^˚С/с;

1,5* 600

υ₆ = 735 - 510 = 0,6 ^˚С/с;

1,5* 400

На рисунку 2.14.показана залежність твердості від швидкості охолодження сталі 5ХНТ.

Рисунок 2.14. - Залежність твердості від швидкості охолодження сталі 5ХНТ

2.5 Фазові та структурні перетворення при нагріві загартованої сталі

Остаточною операцією термообробки є низький відпуск. Витримка при низькій відпустці не перевищує звичайно 2 ч, при подальшому збільшенні витримки напруги зменшуються дуже слабко.

Структура після відпустки наведена на рисунку 2.15. Вона складається з мартенситу відпуску, карбідів і залишкового аустеніту.

Рисунок 2.15 - Структура сталі 5ХНТ після остаточної термообробки. HRC = 40-44

Всі легуючі елементи, що є присутнім у сталі 5НХТ сповільнюють дисперсійні процеси, що йдуть при відпустці. В інтервалі температур t = 100 - 350^˚С відбувається двофазний розпад М. У результаті виходить мартенсит відпустки.

2.6 Удосконалення технологічного процесу на основі аналізу фазового та структурного перетворення в сталі 5хнт

Об'єктом удосконалення є спосіб термічної обробки матриці, що складається із загартування й низького відпуску.

Недоліком такого способу є зниження тривалості експлуатації, зношування крайок внутрішньої поверхні матриці.

Метою вдосконалення є підвищення зносостійкості поверхні за рахунок збільшення твердості по кромкам.

Ціль досягається обкатуванням ролика.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Обкатування роликів по поверхні виробу після загартування й низького відпуску як спосіб термічної обробки, що забезпечує весь комплекс необхідних властивостей, який відрізняється тим, що після такої обробки додатково підвищується зносостійкість поверхні за рахунок збільшення твердості по кромках.

ВИСНОВОК І РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. На стадіях виготовлення осі із сталі 30ХГСА проводиться ряд термічних обробок: ізотермічний відпал, гарт, відпустка.

2. Так само ми розробили схему виробництва виробу, починаючи від рідкого металу і закінчуючи готовим виробом.

3. На швидкість аустенітізації і розмір зерна аустеніту сильно впливає вихідна структура, що у процесі виробництва сильно змінюється;

4. Після аустенітізациі стали 30ХГСА виходить 7-8 номер зерна.

5. При збільшенні ізотермічної відержки і швидкості охолоджування твердість сталі зменшується і збільшується відповідно.

6. Варіювання параметрів термічної обробки дозволяє додавати сталі властивості, оптимальні для її механічної обробки й експлуатації;

7. Недоліком загартування в олії є необхідність промивання виробів після загартування. Виникає необхідність використання іншої охолодної середовища, що дозволяє виключити операцію промивання, яка б прохолоджувала виріб з подібними швидкостями. Таким середовищем може бути дистильована чи вода очищена по сучасним технологіям.

8. На стадіях виготовлення матриці зі сталі 5ХНТ проводиться ряд термічних обробок: відпал злитка, сфероїдізірующий відпал, гарт, відпустка.

9. Нагріваючи в аустенітну область проводиться при відпалі злитка і нагріві під гарт. Зерно отримуваного аустеніту має № 8-9

10. При збільшенні температури ізотермічної витримки, а також швидкості охолоджування, твердість продукту розпаду аустеніту понижується та підвищується відповідно.

11. Кінцева структура після гарту і відпусток є мартенсітом відпустки, карбідами і невеликою кількістю залишкового аустеніту.

12. Запропонований спосіб термічної обробки матриці, що полягає в тому, що після гарту і низької відпустки проводиться обкатка роликів по поверхні для підвищення зносостійкості поверхні за рахунок збільшення твердості по кромках.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Сорокин В.Т. Марочник сталей,- М.: Металлургия, 1989. – 640 с.

2. Устюгов И.И. Детали машин,-М: Высшая школа, 1981. – 399 с.

3. Гузенков П. Г. Детали машин, Учеб. пособие для студентов втузов,- М.: Высш. Школа, 1982. - 352 с.

4. Воскобойников В.Г. Общая металлургия, - М.: Металлургия, 1985. – 480 с.

5. Кудрин В.А. Металлургия стали,-М.: Металлургия, 1989. – 564 с.

6. Справочник. Прокатные станы, 3 том, - М.: Машиносторение, 1893.– 459 с.

7. Клименко А.Н., Минаев А.Н. Технология прокатного производства, - М.: Металлургия, 1892. – 432 с.

8. Гуляев А.П. Металловедение, - М.: Металлургия, 1976. – 409 с.

9. Геллер Ю.А. Инструментальные стали, М.: Металлургия, 1983. – 527 с.

10. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г.Технология термической обработки стали. Учебник для вузов, - М.: Металлургия, 1986. – 424 с.

11. Пугачев С.А., .Фиргер А.Н. Справочник термиста. Изд. 4-ое доп. и перераб., -М.: Машиностроение, 1975. – 352 с.

12. Натапов Б.С. Термічна обробка металів, учеб. посібник для вузів, - Київ: Вища школа. Головне изд-во, 1980. – 288 с.

13. Попов А.А., Попова Л.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита: изд-и 2-ые, испр. и доп. Справочник термиста, - М.: Металлургия. 1965. – 495 с.

14. В.И.Журавлев, С.И.Миколаева. Машиностроительные стали. Справочник. Изд. 3-ые перер. и доп., - М.: Машиностроение, 1981. – 391 с.

15. Новиков И.И. Теория термической обработки, - М.: Металлургия, 1986. - 288 с.

16. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термообработка металлов и сплавов,- М.: Металлургия, 2001.- 416 с.

17. Арзамасов Б.Н. Конструкционные материалы. Справочник,-М.: Машиностроение, 1990.-688 с.

18. Тылкин М.А. Справочник термиста, - М.: Металлургия, 1981.- 520 с.

37