5 Характеристика заданной марки стали

Сталь ШХ 15 можно классифицировать по следующим признакам:

• по назначению - конструкционная, шарикоподшипниковая;

• по химическому составу - низколегированная, хромистая;

• по содержанию углерода - высокоуглеродистая, заэвтектоидная;

• по степени раскисления - спокойная.

Критические и мартенситные точки (страница 368 /1/):

А_с1= 734°С;

А_r1=700°С;

А_Сcm=900°С;

А_rcm=713°С;

M_H=210°С.

Таблица 1 Химический состав стали ШХ15 в % по ГОСТ 801-78

С	Mn	Si	Cr	Не более
				Ni	P	S	Cu
0,95…1,05	0,2…0,4	0,17…0,34	1,3…1,65	0,3	0,027	0,02	0,25

Механические свойства стали ШХ15 в состоянии поставки: твердость в горячекатанном состоянии - НВ 2550.. .3400.

6 Выбор вида и способа термической обработки

Сталь ШХ15 поставляется заказчику в горячекатанном со­стоянии. После прокатки сталь охлаждается на воздухе. Структура - крупнопластинчатый перлит и разорванная цементитная сетка. Твердость - НВ 2550...3400. Механическая обработка резанием сталистакой структурой и твердостью очень затруднена. Сталь с та­кой исходной структурой нельзя закаливать, т.к. получится круп­ноигольчатый хрупкий мартенсит с высокими остаточными напря­жениями.

С целью улучшения обрабатываемости и подготовки структу­ры к окончательной термической обработке сталь подвергают предварительной термической обработке - отжигу на зернистый перлит, т.е. так называемому циклическому (маятниковому) отжи­гу.

6.1 Предварительная термическая обработка Температура нагрева для отжига рассчитывается по формуле:

T_H = А_с1+(30...50)°С= 734+ (30...50)°С = 765...758°С (1)

Отжиг проводится в следующей последовательности:

1. Нагрев до температуры 765...785°С;

2. Медленное охлаждение до 680°С; выдержка; нагрев до 740°С и в такой последовательности 3...4 цикла. Перед отжигом на зернистый перлит с целью устранения сетки вторичного цементита целесообразно провести норма­лизацию с нагревом до температуры:

t_H = А_Сcm+ (50...70)°С= 900+(50...70)°С= 950...970°С (2)

(охлаждение на воздухе).

Механические свойства отожённой стали ШХ15 (страница 370/1/):

НВ 1790... 2070;

_в=590...730 МПа;

= 15...25%;

КСU =44 Дж/см².

6.2 Окончательная термическая обработка

Операции окончательной термической обработки выбираются в зависимости от технических требований к заданной детали. Так как по техническим требованиям необходима максимальная твер­дость и контактная выносливость, выбираем, с учетом марки стали, следующие операции: 1)закалка; 2) низкотемпературный отпуск. Назначение режимов приводится в разделе 8.

7 Выбор последовательности всех операций термической обработки

Назначаем последовательность всех операций изготовления ролика (от проката до готового изделия).

Последовательность операций изображается графически, с указанием номера операции в общем технологическом процессе из­готовления изделия (рисунок 1).

8 Назаначение режимов окончательной термической обработки

В соответствии с маркой стали и требованиям к изделию вы­бираем способ закалки - неполную объемную закалку.

8.1 Температура нагрева под закалку:

t_H = А_С1+ (30...50)°С= 734+(30...50)°С= 735...758°С (3)

8.2 Время нагрева и выдержки (общее):

₀ = _H + _В (4)

_H - время нагрева ролика до заданной температуры, мин;

_В - время выдержки при заданной температуре (для выравнивания химического состава аустенита), мин.

Время нагрева ролика до заданной температуры определяется по формуле:

_H = 0,1K₁K₂K₃K₄ = 0,ll7l2ll,5=51 мин. (5)

Время выдержки при заданной температуре принимаем (страница 19/4/) _В = 3...5 мин.

₀ =51+(3...5) = 54...56 мин.