Вопросы для самоконтроля

1. Какие стали относятся к улучшаемым?

2. Какие требования предъявляются к улучшаемым сталям?

3. Какими элементами легируют улучшаемые стали и какова роль каждого элемента?

4. Какая структура получается после закалки с высоким отпуском и какими свойствами она обладает?

5. Как влияют легирующие элементы на прокаливаемость стали?

6. Как влияет исходная структура (после закалки) на механические свойства высокоотпущенных сталей?

7. Дайте характеристику основных групп улучшаемых сталей.

8. Какие преимущества имеют улучшаемые стали микролегированные азотом?

9. Какими способами можно повысить поверхностную прочность изделий после улучшения?

10. Какой процесс называется азотированием стали?

11. Каковы состав, структура и свойства азотированных улучшаемых сталей?

12. Какие преимущества и недостатки имеет азотирование по сравнению с цементацией?

13. Назовите области применения улучшаемых сталей.

Литература

1. Гольдштейн М.И. Специальные стали / М.И. Гольдштейн, С.В. Грачев, Ю.Г. Векслер. – М.: МИСИС. – 1999. – 408 с.

2. Ляхович Л.С. Специальные стали: Учеб. пособие для вузов / Л.С. Ляхович. – Минск: Высш. шк., 1985. – 208 с.

3. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Г.В. Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Воронин и др. – М.: Металлургия, 1981. – 424 с.

Пружинные стали

Пружинные стали применяются для изготовления пружин, рессор и других упругих элементов, предназначенных для восприятия или гашения ударов, колебаний, сотрясений.

Требования к свойствам пружинных сталей определяются условиями работы пружин и механизмов, которые могут быть разнообразными. Однако можно выделить следующие наиболее общие требования:

1) Высокое сопротивление малым пластическим деформациям (предел упругости). Предел упругости определяется при некотором допуске на остаточную деформацию (условный предел упругости). Остаточная деформация, как правило, составляет 0,03-0,005 %.

2) Высокая релаксационная стойкость (сопротивление релаксации напряжений), обеспечивающая точность и надежность работы пружин и упругих элементов, постоянство во времени эксплуатационных свойств. Под релаксацией напряжений понимается самопроизвольное затухающее снижение напряжений с течением времени при постоянной суммарной деформации.

Условием релаксации напряжений является зависимость:

₀=_у+_п=const,

где ₀– суммарная деформация;

_у– упругая деформация.

В начальный момент вся деформация – упругая (₀=_у). С течением времени упругая деформация уменьшается, а пластическая растет, предельным случаем является₀=_п. Причиной релаксации напряжений являются дислокационно-сдвиговые процессы, а также различного рода структурные превращения, которые могут идти под нагрузкой в случае недостаточной структурной стабильности сплава. Поэтому увеличение сопротивления сдвигообразованию (повышение предела упругости) и структурной стабильности сплава повышает его релаксационную стойкость.

3) Высокое сопротивление усталости при циклическом нагружении.

4) Технологические требования: технологическая пластичность при холодной и горячей пластической деформации (при прокатке, волочении, гибке, штамповке и др.), не склонность к обезуглероживанию и перегреву при термообработке, достаточная прокаливаемость.

5. Специальные свойства: коррозионная стойкость, теплостойкость при работе при температурах 200–400 ºС, немагнитность, независимый от температуры модуль упругости (элинвары) и др.