перетворюється в перліт. Таким чином, заевтектоідний сталь після неповного відпалу має структуру перліту і вторинного цементиту, яка характеризується досить високою пластичністю, низькою твердістю і задовільною оброблюваністю на верстатах.
Неповний отжиг проводять практично для інструментальних заевтектоідних сталей, тільки в тому випадку, якщо в структурі немає цементиту по межах зерен (сітка цементиту). Якщо є сітка цементиту, то для її усунення застосовують нормалізацію (охолодження від GSE + 30-50 ° C на повітрі).
Загартованістю називається нагрів сталі вище критичних точок, ізотермічну витримку та охолодження з високою швидкістю в спеціальному середовищі - охолоджувачі (вода, водні розчини солей або лугів, індустріальне масло). Мета гарту - отримання максимальної міцності і твердості.
Розрізняють повну і неповну загартування. Температура нагріву доевтектоїдних стали під загартування відповідає температурі повного відпалу, а заевтектоідной сталі - температурі неповного відпалу. В останньому випадку свідомо залишають у структурі нагрітої стали цементит, як тверду фазу, конкуруючу по твердості з мартенситом (основною структурою загартування).
Таким чином, оптимальними режимами термічної обробки для нашої сталі буде: неповний відпал, нормалізація і неповна гарт.
Завдання 3
Для деяких деталей обрана легована сталь марки 15ХСНД.
Розшифруйте склад, визначте групу сталі за призначенням, назвіть деталі, що виготовляються з цієї сталі.
Призначте і обґрунтуйте режим термічної обробки, опишіть структуру і властивості стали після термообробки.
Поясніть вплив легуючих елементів на точки і лінії діаграми Fe-Fe3C, на термічну обробку і властивості сталі.
Відповідь: Для запропонованих умов підходить конструкційна низьколегована сталь для зварних конструкцій - 15ХСНД (sв=500 МПа), феритної-перлітного класу.
Призначення: елементи зварних металоконструкцій і різні деталі, до яких пред'являються вимоги підвищеної міцності і корозійної стійкості з обмеженням маси і працюють при температурі від - 70 до 450 ° С кристалізація сплав сталь термічний
Зміст вуглецю (15) - 0,15%. Зміст легуючих елементів: хром (Х), кремній (С) і нікель (Н) до 1%, мідь (Д) до 0,5%.
Нікель, мідь і хром роблять позитивний вплив на хладостойкость сталі. Кремній надає шкідливий вплив на порігхладноломкості, але це починає проявлятися при вмісті його в стали більше 0,8%. В даному випадку кремній вводять для зміцнення сталі, при цьому мало змінюються пластичні властивостей, а ударна в'язкість KCU знижується. Введення міді та нікелю також підвищує корозійну стійкість сталі в атмосферних умовах.
Всі легуючі елементи покращують прокаливаемость сталі.
Сталь 15ХСНД як правило надходить після гарту і відпустки, що значно підвищує її міцність, знижує порігхладноломкості і зменшує схильність до старіння.
Низьколеговані стали, як і вуглецеві, слід гартувати у воді (і лише при малих розмірах - у маслі), так як мала стійкість переохолодженого аустеніту в районі перлітного розпаду (600 ° С) вимагає швидке охолодження при загартуванню.
Загартування сталі на мартенсит - це перший етап термічної обробки конструкційної сталі. Низька пластичність, значні внутрішні напруження не допускають застосування конструкційної сталі тільки в загартованому стані. Необхідний відпустку, підвищувальний пластичність і в'язкість і зменшує внутрішні напруження. Таким чином, відпустку - завершальна операція термічної обробки конструкційної сталі, остаточно її формує властивості.
Температури критичних точок 15ХСНД: АС1=730 ° С, Ас3=885 ° С. Вихідна структура феритної-перлітною.
Сталь доевтектоїдних тому проводимо повну загартування Ас3 + 50 ° С від температури 900-930 ° С у воді. У результаті отримана структура легованого мартенситу + залишковий аустеніт - відрізняється високою твердістю, міцністю і малою пластичністю
Після гарту проводимо високий відпустку при 550-650 ° С. Структура стали після високого відпустки являє собою однорідний легований сорбіт відпустки. Область застосування високого відпустки - конструкційні сталі, деталі з яких піддають дії високих напруг і ударних навантажень.
Термічна обробка, що складається з гарту з високим відпусткою, що поліпшує загальний комплекс механічних властивостей (високий відпустку підвищує в'язкість сталі; міцність і твердість її трохи знижуються, але залишаються все ж значними), є основним видом термічної обробки конструкційних сталей - називається поліпшенням стали.
Комплексно леговані елементи стали зміщують вправо С-образні криві, збільшуючи тим самим область стійкості аустеніту. Хром як карбидообразующих елемент, знижує схильність аустенітного зерна до зростання, подрібнюючи його.
При загартуванню легуючі елементи, знижуючи лінію мартенситного перетворення, тим самим збільшують кількість з...
