9. Хромистые стали.

Хромистые стали. Конструкционные хромистые стали содержат не более 2 % Cr. Хром значительно повышает прокаливаемость стали, способствует более равномерному распределению твердости по сечению. Поэтому хромистые стали используют для ответственных деталей, прочность которых должна быть обеспечена по всему сечению, в частности, для деталей, работающих на износ при повышенных нагрузках.

Такие детали почти не деформируются при закалке.

Недостатком хромистых сталей является их склонность к отпускной хрупкости, которая, впрочем, является обратимой и устраняется ускоренным охлаждением детали после отпуска (в воде или масле).

Хромистые стали нашли в сельхозмашиностроении следующее применение:

1. Стали марок 15Х, 20Х проходят цементацию при температуре 920–950 ^оС на глубину 0,8-1,2 мм, а затем закалку от температуры 780–820 ^оС в масле и отпуск при температуре 180–200 ^оС до твердости 56-63 HRC. Из них изготавливают: оси, втулки и ролики крупных тяговых втулочно-роликовых цепей, крестовины карданных соединений, валы, шестерни, оси, толкатели, пальцы, шпиндели, червяки.

2. Улучшаемые стали марок 38ХА, 40Х, 45Х подвергаются закалке от температуры 820-860 ºС в воде и отпуску при различной температуре до необходимой твердости. Примером являются пластины крупных тяговых втулочно-роликовых цепей (40Х); пальцы роликов (45Х); звездочки с закалкой венца ТВЧ до HRC 40-50 на глубину 2-3 мм (40Х); детали крепежа, штоки, кулачки, втулки (38ХА, HRC 35-45); валы, шестерни, оси, полуоси, ступицы (38ХА, HRC 35-45); диски сцепления, шатуны,

вилки, рычаги, шестерни (40Х).

10. Виды сортового поката.

Сортовой прокат может быть холодно- или горячекатаным.

Холоднокатаный прокат имеет большее относительное удлинение,

меньшие допуски размеров, менее шероховатую поверхность. Для

повышения точности и снижения шероховатости горячекатаных валов их калибруют, пропуская между валками или протягивая через фильеру.

11. Многокомпонентные конструкционные стали.

Многокомпонентные конструкционные стали. Введением в сталь нескольких легирующих элементов можно в широких пределах варьировать механические свойства, добиваясь, в частности, сочетания высоких прочностных, пластических и упругих свойств. Все легирующие элементы, кроме никеля, повышают прочность, но снижают в большинстве случаев пластичность и вязкость стали. Никель вводится в сталь, главным образом, для сохранения высокой ударной вязкости. Поэтому никельсодержащие стали применяют для работы в сложнонапряженных условиях.

В сельскохозяйственном машиностроении используют цементируемые стали марок 12ХНЗА, 20ХНЗА, 20Х2Н4А для изготовления шестерен, валов, червяков.

Стали марок 20ХН, 12ХНЗА, 12ХН2, аналогично сталям марок 15Х, 20Х, имеют в сердцевине высокую прочность (при небольшом сечении изделия) и применяются для деталей, работающих на износ при повышенных нагрузках (втулки, валики, оси, шестерни, кулачковые муфты и др.). Стали, содержащие никель, склонны к образованию карбидной сетки, плохо обрабатываются. Поэтому часто никель

заменяют марганцем с добавками титана (0,06-0,12 %). Титан способствует получению стали мелкозернистой структуры и делает ее технологичной. Из таких сталей достаточно широко распространены стали марок 18ХГТ, 20ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ.

Механические свойства всех указанных типов цементированных сталей (12ХНЗА, 18НВА,18ХГТ) близки по своим значениям:

σ_в=1000 МПа; σ_т= 800 МПа; ψ=50 %; δ=10 %; ан=850 кДж/м2. Поэтому при изготовлении сложных деталей с технологической точки зрения предпочтение отдают стали марки 18ХГТ, по сравнению со сталью марки 12ХНЗА.

Вал-шестерня из стали 25ХГТ зерноуборочного комбайна после цементации или нитроцементации имеет твердость поверхности зуба 57–64 HRC на глубине 0,7–1,2мм, а сердцевины – 32-46 HRC.

Низколегированные цементируемые стали часто применяют

для изготовления ответственных и тяжелонагруженных сварных конструкций и узлов:

– 10Г2Б, 12Г2Б, 16Г2Б, 09Г2С, 12ГС – для сварных конструкций почвообрабатывающих машин (рамы плугов) взамен сталей марок Ст3 и Ст5;

– 17ХГ2САФР, 18Г2А – для рам, платформ, прицепов, тяг, стоек, испытывающих высокие напряжения при циклическом и динамическом нагружении, особенно при пониженных температурах.

Все рассмотренные цементируемые стали имеют твердость

сердцевины в пределах 35–45 HRC.

Из улучшаемых многокомпонентных конструкционных сталей в сельхозмашиностроении используются стали марок 40ХН, 45ХН (пальцы, оси, поводки), 30ХНЗА (втулки, фланцы, стаканы), 40ХНМА (крупногабаритные детали, работающие с динамическими нагрузками), 50ХФА и 60С2Н2А (тяжелонагруженные рессоры и пружины тракторов и комбайнов). Такие стали подвергают закалке от температуры 830-870 ºС в масле или на воздухе (40ХНМА) и отпускают при различных температурах в зависимости от назначения изделия и необходимой твердости.

К рассматриваемой группе относятся широко распространенные стали марок 35ХМФА, 38ХМЮА, 18Х2Н4ВА и т.п., обладающие высокой прочностью и подвергающиеся азотированию для повышения износостойкости и усталостной прочности. Такие стали применяются, главным образом, в производстве тракторов и двигателей сельхозмашин.

12. Износостойкие стали и спалавы.

Износостойкие стали и сплавы. Износ деталей машин заключается в изменении формы и массы сочлененных движущихся тел под действием сил трения. Он зависит от условий взаимодействия трущихся пар и определяется влиянием многих факторов. Однако характер и интенсивность разрушения металла определяется, как правило, доминирующим видом износа.

По характеру взаимодействия трущихся тел в сельскохозяйственных машинах можно выделить шесть видов износа.

1. В подшипниковых парах наблюдается скольжение со смазкой, при котором механизм износа заключается в истирании окисных пленок и деформации.

2. Качение со смазкой: контактные и коррозийно-механические повреждения в шариковых и роликовых подшипниках (сталь по стали).

3. Полусухое трение: истирание окисных пленок, передеформирование неровностей в сочленениях механизмов сельскохозяйственных машин (сталь по чугуну, сталь по стали).

4. Скольжение с абразивной прослойкой: передеформирование и единичное микрорезание в пальцах и траках гусениц (сталь по стали).

5. Скольжение в абразивной среде (почве): передеформирование, истирание окисных пленок и выкрашивании при работе плугов и культиваторов (сталь или твердый сплав по почве).

6. Резание органической массы: абразивный износ, истирание окисных пленок, выкрашивание (сегменты косилок, режущие пары стригальных машинок).

При любом виде трения механизм износа определяется свойствами материалов трущихся пар и условиями взаимодействия. Поэтому, зная механизм износа, можно делать необходимые выводы о методах упрочнения материала, повышающих его износостойкость.

Так, при передеформировании (смятии) поверхностных слоев металла необходимо повышать предел прочности и твердость; при выкрашивании – динамическую прочность, сопротивление контактной усталости; при истирании окисных пленок коррозионную стойкость сплава.