Стали марок: 15, 15х, 12хн3а. Обработка, структура, свойства. Назначение в промышленности
Улучшение и улучшаемые стали. Влияние улучшения на структуру и свойства.
Улучшение – закалка + высокий отпуск
Структура – сорбит
Твердость – 30 - 35 HRC
Температура – 500 – 6000С
Эта операция самая частая, распространенная.
Улучшаемые с содержанием С 0,3-0,5%
Cт45, Cт40, Cт35
Ст40Х,Ст38Х2М10А
сорбит максимальная ударная вязкость
Ст40,Ст40Х,Ст40ХНМА,Ст38Х2МЮА
Все эти стали подвергаются улучшению
Термическая обработка:
закалка, высокий отпуск, т.е. улучшение с целью получения минимальной ударной вязкости
чем больше в стали легирующих элементов, тем больше ее прокаливаемость
Структура: Сорбит (30-35HRC)
Ст40ХНМА имеет после улучшения свойства:
Ø до 100 мм
Азотирование стальных изделий. Область применения в промышленности
Азотированием называют процесс насыщения стали азотом. По сравнению с цементацией, азотированный слой сам без какой-либо ТО приобретает высокую твердость, а размеры изделий после азотирования изменяются мало, что не требует шлифовки. Азотирование - окончательная операция для деталей, прошедших ТО и шлифовку.
Диаграмма состояния “Fe-N”
тв р-р в N в
.
тв р-р в N в
нитрид
железа
(тв, хрупкое соединение)
Особенности сплавов:
раствор N в и гораздо выше, чем в углероде
температура фазовы превращений меньше (превращение азотируемого феррита в азотированный аустенит:
Процесс азотирования при температуре ниже фазовых превращений, т.е. ниже 590°С (главная особенность).
Это означает, что длительность азотирования больше, а толщина азотированного слоя меньше.
Производство изделия при азотировании отличается от тех процессов производства изделия при цементации.
Порядок производства изделия: при азотировании используются стали с содержанием углерода 0,3%-0,5%С, это т.н. улучшаемые стали, т.е. стали которые подвергаются улучшению. Прежде всего легированные улучшенные стали.
38Х2МЮА
-0,38%С
-2 % Cr
-1% Mo,Al
64.2
А-повышенное качество (S
и
)
1. заготовку с припуском на мет обр подвергаются улучшению (закалка + высокий отпуск)
структура: сорбит 30-35 HRC
2.окончательная механ обработка “в размер”
3. азотирование: при нагреве 520-530°С (550°С) ниже 590°С фазового превращения.
Насыщение поверхностного слоя изделия азотом и образование в этом слое большего количества мельчайших элемента нитрида железа
поверхностный слой преобретает очень большую твердость
В процессе азотирования, а также во время охлаждения до цеховой температуры в поверхностном слое отсутствуют фазовые превращения.
в изделие с азотируемым слоем не остаточные или закалочные напряжения
деформации или корабление равны 0.
Вместе с тем низкая температура азотирования предопределяет больш продолжит самого процесса и тонкие слои упрочн слоя.
При низких температурах диффузия азота протекает крайне медленно.
Азотированный слой 0,2-0,5 мм форм при t=40-50 часов
Вывод: азотирование продолжительный и дорогой процесс.
Свойства слоя: преимущества
высокая твердость
т.к. удельный объем
фазы значительно больше удельного
объема
-фазы,
то на поверхности изделия возникают
большие сжим напряжения (полезные повыш
предел выносливости, знакопеременная
нагрузка)высокая твердость сохраняется при нагреве до 400°С (тогда, как после цементации до 200°С)
азотированное изделие имеет высокую коррозионную стойкость (в воде, паре особенно)
недостатки:
тонкий слой (по сравнению с цементацией), исключ использование больших Конт нагрузок, т.к. в этом случае продавлив.
Технология:
В тех же печах, что и при цементации вводят аммиак, который при температуре 520°С:
ионы азота
Азотирование применяют для повышения твердости, износоустойчивости, усталостной прочности, сопротивления коррозии. Для массового производства автодеталей, подвергаемых цементации, разработаны специальные марки стали, легированные алюминием: 38ХМЮА, 38ХЮА. А - для азотирования.