4 Диаграмму состояния Fe – c (Fe3c)

Диаграмма состояния Fe - C

Правило отрезков или правило рычага применяется для определения количественного соотношения фаз, находящихся в равновесии при данной температуре. Согласно этому правилу для определения весового или объемного количества твердой фазы необходимо взять отношение длины отрезка, примыкающего к составу жидкой фазы, к длине всей каноды. Для определения количества жидкой фазы берется отношение длины отрезка, примыкающего к составу твердой фазы, к длине каноды.

При концентрации 0,8% углерода происходит эвтектоидное превращение, которое условно разделяет стали на конструкционные и инструментальные. В конструкционных сталях содержание углерода до 0,8%, а у инструментальных от 0,8% до 2,14%.

При концентрации 4,3% происходит эвтектическое превращение.

Линия GS является линией полиморфного превращения.

Линия NI также показывает полиморфное превращение.

Линия ABCD является линией ликвидус.

Линия AHIECF является линией солидус.

5 Диаграмма изотермического превращения аустенита для стали у8

Изотермической обработкой, необходимой для получения твердости 450 НВ, является изотермическая закалка.

Изотермическая закалка на бейнит – это термообработка сталей, при которой сплав нагретый до температуры аустенитизации охлаждают с достаточно высокой скоростью, чтобы избежать образования феррита и перлита, и затем выдерживают при температуре несколько выше Mн — начала мартенситного превращения — до тех пор пока не закончится образование бейнита.

Изотермическая закалка выполняется так же, как и ступенчатая, но выдержка в закалочной среде более продолжительна. При такой выдержке происходит изотермический распад аустенита с образованием бейнита. Продолжительность выдержки в закалочной среде зависит от устойчивости переохлажденного аустенита при температурах выше Мн и определяется по диаграмме изотермического превращения аустенита для каждой марки стали. В качестве охлаждающих сред при изотермической закалке применяют расплавленные соли (например, 55% KNO и 45% NaNO2) или расплавленные щелочи (20% NaOH и 80% KOH). Добавка 5–10 % воды в расплав щелочей и солей увеличивает скорость охлаждения.

Диаграмма изотермического превращения аустенита стали У8

В результате превращений получим структуру нижний бейнит.

Нижний бейнит по сравнению с продуктами распада аустенита в перлитной области (перлит, троостит) имеет более высокую твердость и прочность при сохранении высокой пластичности.

Особенности работы деталей типа упругих элементов состоят в том, что в них используют в основном упругие свойства стали и не допускают возникновение пластической деформации при нагрузке (статической, динамической, ударной). В связи с этим стали должны иметь большое сопротивление малым пластическим деформациям, т.е. высокие пределы упругости (текучести) и выносливости. Кроме того, важной характеристикой сталей данного типа является релаксационная стойкость.

Для обеспечения этих требований сталь должна иметь однородную структуру, которая обеспечивается хорошей закаливаемостью и сквозной прокаливаемостью (структура мартенсита по всему сечению детали после закалки). Наличие в структуре стали феррита, продуктов эвтектоидного распада, остаточного аустенита снижает упругие свойства детали. Известно, что сопротивление малым пластическим деформациям возрастает с уменьшением размера зерна стали.

К группе рессорно-пружинных сталей общего назначения относятся стали перлитного класса с содержанием углерода О,5...0,7%, которые для улучшения свойств прокаливаемость, предел выносливости, релаксационная стойкость, мелкозернистая структура) дополнительно легируют кремнием (1,5...2,8%), марганцем (0,6...1,2 %), хромом (0,2...1,2 %), ванадием (0,1...0,2 %), вольфрамом (0,8...1,2 %), никелем (1,4...1,7 %).

Термическая обработка легированных пружинных сталей (закалка, отпуск) обеспечивает получение высоких пределов прочности и текучести. Применяется также изотермическая закалка.

Температура закалки 850-880 oС.

Температура отпуска 380-550 oС)

Максимальный предел выносливости получают при термической обработке на твердость HRC 42-48.

Для стали 55СГ нужна температура закалки 870 ^oС, температура отпуска 470 ^oС, охлаждающая среда масло.

Получим структуру тростит после отпуска (мелкодисперсная ферритоцементистая смесь) обеспечивает высокое сопротивление малой пластической деформации при HRC=35-45.