48.Жоғары берікті, пружиналық, шарик подшипниктік, төзімді және автоматты болаттар.

Беріктігі жоғары болаттар дегеніміз – оптимальді термиялық өңдеумен, химиялық

құрылымды таңдау барысында беріктік шегі 1500 МПа – дан жоғары болатын болаттар. Төменгі бейнит құрылымын алу мақсатында изотермиялық шынықтыру немесе төмендетіп жүмсартумен (200-2500 С) бірге шынықтыруды қолдануды, орташа көміртекті легирленген болаттардың (30ХГСН2А, 40ХН2МА) осындай деңгейдегі беріктігін алу үшін жүзеге асады. Орташа көміртекті легирленген изотермиялық шынықтырудан кейін төмен беріктікке ие болады, бірақ пластикалығы мен тұтқырлығы жоғарылайды. Сондықтан бұлар жұмыста

шынықтырылған және төмендетіп жүмсарқандарға қарағанда ыңғайлы. Шынықтырылған және төмендетіп жүмсарқан болаттардың беріктігінің жоғары деңгейде болуы олардың кернеу концентраттарына жоғары әлсіздігі және кішігірім бұзылуларға бейімделеді. Сондықтан қарқынды жіктеу шарттарында жұмыс жасау үшін қолдану ұсынылады. Ванадий мен вольфрам, молибден мен легирлеу 200…3000 С температура кезінде қаттылығын арттыру процесін тежейді. Бұл жәй бұзылуға кедергіні жоғарылатып, суыққа сынуды төмендетеді және ұсақ дәндердің пайда болуына мүмкіндік туғызады. 30ХГСА, 38ХНЗМА болаттар төменгі температурада термомеханикалық өңдеуден кейін қарапайым термиялық өңдеумен салыстырғанда екі есе соғу тұтқырлығы мен қатыстық ұзарудың көбеюі мен бірге беріктік шегі 2800 МПа тең болады. Бұл пластикалықтың төмендеуіне әкелетін мартенсит кристалының іштей дислокацияға ұшырауы деформация кезінде жеңілдетілуі аустениттен көміртегінің ішінара бөлініп шығуымен байланысты.

Орташа көміртекті легирленген болаттардың технологиялығы мен конструктивті

беріктігі бойынша мартенсивті тозатын (03Н18К9М5Т , 04Х 11Н9М2Д2ТЮ) болаттар алынады. Олар кесуге кішігірім сезімталдылыққа, аз ғана бұзылуларға жоғары қарсылығымен және 200 МПа жуық беріктік кезінде суыққа сынудың төзімділігіне ие. Басқа элементтермен қоса хром, алюминий, титан, молибден, кобальт сияқты қосымша легирленген көміртексіз никельмен темірдің (8-25 %) құймасын мартенситтік тозатын болаттар негізінде түсіндіріледі. Шынықтыру нәтижесінде көміртегінің аз концентрациясымен кобальт, никель сияқты элемент құрылымының жоғары болуы арқасында суда немесе ауада жоғары пластикалығы, бірақ беріктігі аз легирленген элементтермен аса қаныққан темір никельді мартенсит түзіледі. Ұзақ дисперсті фазалармен байланысты когерентті мартенситті матрицада тозу процесінде 450-5500 С де сапасының артуы жүреді. Температурадан 5000 С ге дейінгі интервалда мартенситтік тозатың болаттар

жоғары конструкциялық беріктікке ие және ракета двигательдердің корпустарын, атқыш және артиллериалық қару – жарақтарды, су асты кемелердің корпустарын, баттискафтарын турбомашиналардың, жоғары жіктелген дисктерін, тісті дөңгелектерді, шпинделдерді, червяктарды және де тағы да басқаларды дайындау үшін ұсынылады.

Серіппелік болаттар.

Пружиналар, рессорлар және басқа да серпімді элементтер әр түрлі машиналар мен

механизмдердің негізгі детальдары болып табылады. Жұмыс барысында оларға әр түрлі салмақ түседі. Салмақтың әсерінен пружиналар мен рессорлар серпімді деформацияға ұшырайды, ал салмақ күшін тежегенде өзінің алғашқы формасы мен өлшеміне қайта оралады. Жұмыстың негізгі қасиеті бұл статикалық және екпінді күштердің әсерінен тек қана серпімді деформацияға ұшырауы талап етіледі, сонымен бірге қалдық деформация есепке алынбайды. Пружиналы болаттарға қойылатын талаптар бұл ағындылық, серпімділік және төзімділік шектерінің мәнінің жоғары болуы, сонымен қатар қажетті пластикалыққа ие болуы және әлсіз бұзылуға қарсылық, кернеу релаксациясына шыдамды болуы. Кернеу күші

мен деформация арасындағы пропорционалдық байқалған кезде пружиналар серпімді деформация облысында жұмыс жасайды.Ұзақ жұмыс кезінде серпімділік деформация энергиясының бір бөлігі пластикалық энергиясына көшкен кезде пропорционалдық бұзылады. Тұрақты деформация жиынтығы кезінде кернеудің өз бетімен төмендеуі кернеу релаксациясы деп аталады. Релаксация пружина жұмысының сенімділігіне және де серпімділіктің азаюына септігін тигізеді.

Пружиналарды көміртекті (65-70) және легирленген (60С2, 50ХГС, 60С2Х ФА,

55ХГР) конструкциялық болаттардан дайындайды. Пружиналы көміртекті болаттардың қаттылығын арттыру үшін, ұсату қарқыны мен гидроабразивті өңдеудің нәтижесінде салқын пластикалық деформацияны қолданады. Осы

процесстерде детальдардың беткі қабатынан сығылу кернеуінің қалдық мәні көзделеді. 400-4800С температура кезінде орташа жүмсару мен шынықтырудан кейін серпімділік шегінің мәні жоғарылайды. Барлық қима бойынша троостит құрылымын алу үшін пружина дайындауға қолданылатын болаттардың іштей қыздыруға қамтамасыз ету керек. Изотермиялық шынықтыру кезінде пружиналы болаттың қасиеттері серпімді және берік болады. Пружиналы болаттың серпімділік щегін жоғарылату үшін кремний, марганец, хром, вольфрам, ванадий, бор сияқты элементтермен легирлейді. Қажу беріктігін арттыру мақсатында шынықтыруда қыздыру кезінде көміртексіздендіру рұқсат етілмейді және де беттің жоғары сапалы болуына талап қойылады. Арнайы белгіленген элементтер мен пружина дайындау үшін жоғары хромды мартенситті (30Х13), мартенситті тозған (03Х12Н10Д2Т) , даттанбайтын аустенитті (12Х18Н10Т), аустенитті – мартенситті (09Х15Н8Ю), тез кескіш (P18) және де басқа да болатпен құймаларды қолданады.

Шариктіподшипникті болаттар

Айнымалы сипаттағы жоғарғы салмақ әсеріне ұшырайды. Басқа қойылатын талаптар бұл, тозуға төзімділігі мен беріктігінің жоғары болуы, шыдамдылық шегінің жоғары болуы, кернеу концентраттарының метал емес қоспалардың ликвациялық қуыстардың болмауы. Шариктіподшипникті болаттар көміртек құрамының жоғары болуымен (1% жуық) және де хромның (ШХ9, ШХ15) болуымен мінезделеді. Шынықтырудан кейін көміртек пен хром құрамының жоғары болуы қажетті тесілгіштік, тозуға төзімділік, жоғары қаттылық, мартенсит пен карбидтің қосындысы тектес құрылымды қамтамасыз етеді. Одан әрмен тесілгіштікті жоғарылату үшін қосымша марганец, кремний (ШХ15СГ)

сияқты элементтермен легирлейді. Карбидтік ликвацияның, карбидтік тордың метал емес қоспалардың болуы үшін болатты қатаң түрде металлургиялық бақылауға алады. Термиялық өңдеуге жасыту,шынықтыру және жіберу кіреді. Жасытуды соғудан кейін қаттылықты төмендету және шынықтыру процесіне құрылымын дайындау үшін жүргізіледі. Массивті детальдарға байланысты шынықтыру температурасы 790...880˚С. Суыту майда (сақина роликтер), тұздың (шариктер) немесе соданың сулы ерітіндісінде жүргізіледі. 1...2 сағат ағымында болатты жасыту 150...170°С температурада жүргізіледі.Қаттылығы 62...66

НRС қамтитынын ескере отырып: ШХ9 болат маркасынан кішігірім өлшемді шариктер мен роликтер, ал ШХ15 болаттан аса ірілерін дайындайды.Тербеліс детальдарының подшипниктерін, аса үлкен салмаққа төзімді прокатты станоктардың подшипниктерін дайындау үшін 20Х2Н4А және 18ХГТ маркалы болатты пайдаланады,ал кейінгі процесс 5...10 мм тереңдіктегі цементация жүргізіледі. Азоттық қышқыл және басқа да агрессивті ортада жұмыс жасайтын деталь подшипниктерін дайындауға 95Х18 қолданылады.