Конструкционные улучшаемые стали

3

40

0ХГС, 30ХН, 40Х, 40ХГ, 40ХН, 40ХНМ, 30ХН2ВФ и др. стали перлитного класса содержат от 0,2 до 0,5% углерода при суммарном количестве легирующих элементов до 7÷8%. Улучшаемые стали применяются для деталей ответственного назначения, должны иметь высокий предел текучести, малую чувствительность к концентраторам напряжений, высокий предел выносливости и достаточный запас вязкости. После термического улучшения – закалки при 860 °С в масле и высокого отпуска при 520 °С – в структуре формируется сорбит отпуска (дисперсная фазовая смесь феррита и цементита). Для уменьшения склонности котпускной хрупкости(снижение вязкости) рекомендуется быстрое охлаждение после отпуска.

Ванадий повышает вязкость стали вследствие лучшего раскисления и измельчения зерна.

Борувеличивает прокаливаемость, но несколько повышает порог хладноломкости (t₅₀).

Никель,особенно в сочетании смолибденом, снижает порог хладноломкости, обеспечивает наибольший запас вязкости, а в сочетании схромомимолибденом– наибольшую прокаливаемость.

Рессорно-пружинные стали

50С2, 50ХФА, 50ХГФА, 55С, 55С2, 60С2Н2А, 70С3А и др.

Используются для изготовления пружин, упругих элементов, рессор различного назначения. Стали для пружин должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям (_0,2,_0,005), пределом выносливости (_-1), релаксационной стойкостью, достаточной пластичностью и вязкостью. Стали содержат 0,5÷0,8% углерода и 3÷4%легирующих элементов, подвергаются упрочняющей термообработке – закалке и среднему отпуску. Сталь перлитного класса 50ХФА после закалки от 780÷850 °С в воде и последующего отпуска от 480÷520 °С имеет в структуре тростит отпуска.

Кремний повышает прокаливаемость, задерживает распад мартенсита при отпуске, упрочняет феррит.

Хром, марганец, вольфрам, никельувеличивают прокаливаемость, уменьшают склонность к обезуглероживанию, графитизации и росту зерна при нагреве.

Шарикоподшипниковые стали

ШХ4, ШХ15, ШХ15СГ, 95Х18-Ш и др.

Стали используются для изготовления колец, шариков, роликов подшипников. После термообработки имеют высокую твердость. Для горячей штамповки стали поставляется без отжига, для холодной механической обработки – в отожженном состоянии. После отжига стали получают однородную структуру мелкозернистого перлита с мелкими включениями вторичных карбидов. Твердость сталей НВ = 1790÷2070 МПа. Окончательная термообработка изделий из ШХ15: закалка с 840÷860 °С в масле (температура масла 30÷60 °С) и отпуск 150÷170 °С позволяет получить структуру мартенсит отпуска и карбиды. Для повышения стабильности размеров перед отпуском деталей подшипника охлаждают до 20÷25 °С с целью уменьшения остаточного аустенита.

Конструкционные износостойкие стали

60Х5Г10Л, 110Г13Л, 30Х10Г10, 0Х14АГ12, 0Х14Г12М

И

41

спользуются для изготовления деталей, работающих на износ в условиях абразивного трения и высоких давлений и ударов. После литья структура стали аустенитного класса 110Г13Л состоит из аустенита и избыточных карбидов (Fe,Mn)₃C, выделяющихся по границам зерен аустенита, что снижает прочность, вязкость стали. Сталь подвергается закалке от 1050÷1100 °С в воде. При этом фиксируется структура аустенит (σ_В= 800÷1000 МПа, σ_0,2= 200÷400МПа, δ = 35÷45%, ψ = 40÷50%, НВ = 1800÷2200 МПа). Марганцовистый аустенит обладает высокой способностью к наклепу в процессе холодной пластической деформации. Сталь обладает высокой износостойкостью только при ударных нагрузках, когда происходит деформационное упрочнение аустенита и образование ε-мартенсита с ГПУ решеткой. После деформации на микрошлифе образца под микроскопом в полиэдрических зернах аустенита отчетливо видны равномерно расположенные линии скольжения в двух или трех взаимно пересекающихся направлениях. Твердость (НВ) после деформации возрастает до 5500÷6000 МПа.