- •§ 2.5. Превращения, происходящие в стали при нагреве и охлаждении
- •Глава III термическая обработка стали
- •§ 3.1. Отжиг
- •§ 3.2. Нормализация
- •§ 3.3. Закалка
- •§ 3.4. Отпуск и старение стали
- •§ 3.5. Обработка стали холодом
- •Глава IV термическая обработка конструкционных сталей
- •§ 4.1. Углеродистые конструкционные стали
- •По степени раскисления стали подразделяют:
- •Группы марок конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества (гост 380 – 94)
- •§ 4.2. Легированные конструкционные стали
- •Условные обозначения легирующих элементов в сталях: а – n, б – Nb, в – w, г – Mn, д – Cu, е – Se, к – Co, м – Mo, н – Ni, р – b, п – р, с – Si, т – Ti, ф – V, ю – Al, х – Cr, ц – Zr.
- •Стали, применяющиеся в условиях износа при трении. Сталь 15х, 15ха, 20х, 18хг, 15хф. Изготовляют:
- •Стали с добавками титана для тяжелонагруженных зубчатых колес. Сталь 18хгт, 25хгт, 30хгт. Область использования:
- •Стали конструкционные низколегированные для сварных конструкций. Сталь 09г2; Сталь 17г1с; Сталь 16г2аф; Сталь 15г2афд п.С.; Сталь 35гс.
- •Глава V термическая обработка инструментальных сталей
- •§ 5.1. Стали для режущего инструмента
- •§ 5.2. Стали для измерительного инструмента
- •§ 5.3. Стали для штампов
- •Глава VI. Термическая обработка сталей и сплавов с особыми свойствами.
- •§ 6.1. Стали с особыми химическими свойствами
- •§ 6.2. Стали с особыми физическими свойствами
- •Глава VII поверхностное упрочнение стальных и чугунных деталей
- •§ 7.1. Химико-термическая обработка стали
- •§ 7.2. Высокочастотная закалка
- •§ 7. 3. Поверхностная закалка с нагревом в электролите
- •§ 7.4. Поверхностная закалка с нагревом газовым племенем
- •Глава VIII термическая обработка чугуна
- •§ 8.1. Классификация чугуна
- •§ 8.2. Термическая обработка чугуна
- •Глава IX термическая обработка сплавов цветных металлов
- •§ 9.1. Термическая обработка меди и ее сплавов
- •§ 9.2. Термическая обработка алюминиевых сплавов
- •§ 9.3. Термическая обработка магниевых и титановых сплавов
Глава VI. Термическая обработка сталей и сплавов с особыми свойствами.
К этой группе относят стали с особыми химическими свойствами (нержавеющие стали) и с особыми физическими свойствами (магнитные, сплавы с высоким электросопротивлением и др.).
§ 6.1. Стали с особыми химическими свойствами
Нержавеющие (коррозионностойкие) стали обладают стойкостью против электрохимической коррозии. Коррозией называют разрушение металла вследствие химического или электрохимического взаимодействия его с внешней средой. Коррозия приводит к потере металла и приносит большие убытки.
Защита от коррозии производится: легированием (получение сталей, стойких против коррозии), металлическими покрытиями (цинкование, алитирование, лужение, хромирование, никелирование и др.), неметаллическими покрытиями (оксидирование – окисные пленки, фосфатирование, покрытие краской и лаком), распылением металла (кадмия, цинка и др.) на поверхность детали.
Нержавеющие стали содержат большое количество хрома или хрома и никеля.
Хромистые нержавеющие стали содержат не менее 12 % хрома. К этим сталям относятся, например, стали марок: 12X13 (0,09 – 0,15 % С, 12 – 14 % Сr); 40X13 (0,36 – 0,45 % С, 12 – 14 % Сr).
Закаливают сталь 12X13 в масле с температуры 1000 °С, отпускают при 700 °С. После полировки сталь имеет наибольшую коррозионную стойкость в слабоагрессивных средах (воздух, вода, пар). Твердость 200 – 250 НВ. Структура – феррит и карбиды хрома. Применяется для лопаток гидравлических и паровых турбин, клапанов гидравлических устройств, предметов домашнего обихода и др.
Сталь 40X13 применяют после закалки в масле с температуры 1050 °С и отпуска при температуре 180 – 200 °С со шлифовкой и полировкой поверхности. Твердость 52 – 55 HRC. Структура – мартенсит. Применяется для хирургического и бытового инструмента, шарикоподшипников и пружин, работающих в коррозионных средах.
Хромоникелевые нержавеющие стали содержат большое количество хрома и никеля, мало углерода.
Нержавеющие аустенитные стали с 18 % хрома и 9 % никеля получили широкое промышленное применение. К этим сталям относятся, например, стали 12Х18Н9 (0,12 % С, 17 – 19 % Сr и 8 – 10 % Ni); 04Х18Н10 ( ≤0,4 % С, 17–19 % Сr, 9 – 11 % Ni).
Хромоникелевые стали подвергают закалке с 1100 – 1150 °С в воде. При нагреве карбиды хрома растворяются в аустените, а быстрое охлаждение фиксирует состояние пересыщенного твердого раствора. Весь хром сохраняется в твердом растворе, что обусловливает высокую коррозионную стойкость. После закалки сталь имеет низкую прочность, но высокую пластичность; 540 – 569 МПа (55 – 58 кгс/мм2) σ = 40 ÷ 45%, ψ = 55 ÷ 60%.
Холодной деформацией (наклепом) можно повысить прочность закаленной аустенитной стали до 1177 – 1275 МПа (120 – 130 кгс/мм2), но при этом снижается пластичность σ ~ 5%.
Для уменьшения склонности к межкристаллитной (или интеркристаллитной) коррозии (коррозионное разрушение по границам зерен) в сталь вводят карбидообразующие элементы титан, ниобий или уменьшают количество углерода до 0,04 %.
Титан или ниобий в процессе кристаллизации связывают углерод в тугоплавкие карбиды (TiC, NbC), которые не растворяются в аустените при нагреве стали для закалки. Это исключает возможность образования карбидов хрома и уменьшение его концентрации в аустените.