="justify"> У результаті був обраний найбільш швидкий варіант гарту, що дає до того ж найменшу кількість залишкового аустеніту: нагрівання в киплячому шарі до 820 ° Сс витримкою (загальний час 20 хв) і охолодження в холодному киплячому шарі (10 хв ).
На закінчення проведено порівняння результатів випробувань цементованої сталі 12ХН3А на зносостійкість, статичну міцність при розтягуванні і втому після цементації і наступної термообробки в киплячому шарі з результатами термічної обробки за існуючою технологією.
Процес термообробки був виконаний у трьох варіантах .. Існуюча технологія: цементація (930 ° С, 10 ч) - - охолодження на повітрі - високий відпустку (650 ° С, 9 ч) - гарт (800 ° С, 2 ч) низький відпустку (170 ° С, 3 год) .. У киплячому шарі: цементація (950 ° С, 2,5 ч) - гартування з подстуживания - низькотемпературний відпустку (170 ° С, 2 ч) .. У киплячому шарі: цементація (950 ° С, 2,5 ч) - охолодження на повітрі - високий відпустку (650 ° С, 3 ч) - гарт (820 ° С, 1/3 ч) - низький відпустку (170 ° С, 2 год).
Зносостійкість випробовували на машині МІ - 1М (цикл 15000 оборотів) при терті кочення з прослизанням без змащення при питомому тиску в місці контакту випробуваної пари 39 кгс/мм2, відповідному питомому тиску в зубах шестерень дизеля і швидкості обертання еталонів 320 і 400 об/хв. Втрата маси зразків склала 581-647 мг, 466-483 мг і 430-461 мг відповідно при обробці по I, II і III варіантами. Таким чином, найкращим виявився варіант III.
Статичну міцність сталі випробовували на зразках робочим діаметром 8 мм з глибокими кільцевими концентраторами напружень гіперболічного профілю. Радіус розрізу міняли від 0,18 до 7 мм, що відповідало широкому діапазону коефіцієнтів концентрації напружень ао від 1,0 до 6,04. Видно, що середнє значення ів за варіантами I і III практично однаково, проте варіант III переважніше, оскільки при такій обробці на відміну від обробки за існуючою технологією? в майже не залежить від ат.
втомну міцність стали 12ХНЗА випробовували на машині МВП - 10000 при чистому згині з обертанням, частоті 83 Гц і базі випробувань 5.106 циклів. Випробування виконували на 75 аналогічних зразках, режими I і III дають однакові і трохи кращі результати, ніж режим II.
За результатами зазначених випробувань для промислової експлуатації може бути рекомендований наступний оптимальний режим цементації і наступної термообробки деталей із сталей 18ХНВА і 12ХН3А: цементація при ав=0,26-0,28 з добавкою 15% природного газу при 950 ° С, 2,5 (10) год - охолодження на повітрі - високий відпустку, 650 ° С, 3 (9) ч - охолодження на повітрі - під загартування до 820 ° С в киплячому шарі і витримка 20 хв (2 ч ) - охолодження в киплячому шарі - низький відпустку в киплячому шарі 170 ° С, 2 (3) ч. Застосування киплячого шару дозволяє скоротити повний цикл обробки втричі, т. е. з 24 до 8 год, отримавши такі ж міцнісні показники. При цьому глибина цементованого шару складає 1,1-1,4 мм, а поверхнева концентрація вуглецю (з урахуванням його перерозподілу при охолодженні і високому відпустці) 0,9-1,0% С.
За відпрацьованим оптимальним режимам були цементувати шестерні різних діаметрів від 50 до 120 мм, валики, тарілки клапанів, розпилювачі, деталі складної конфігурації, що мають вузькі отвори.
2.2 Послідовність операцій обробки ролика вала рульової сошки
Ролик валу рульової сошки працює в умовах високих навантажень, піддається інтенсивному зносу. Термічна обробка ролика переслідує такі цілі: підвищити міцність, термостійкість і зносостійкість.
В якості виду термообробки призначаємо повний відпал, загартування і відпустку. Загартування стали полягає в нагріві: доевтектоїдних стали вище лінії Ас3; евтектоїдной і заевтектоідной - вище Ас. Метою гарту є отримання граничної твердості сталі.
Залежно від температури нагріву розрізняють наступні види загартування: повна гарт проводиться для доевтектоїдних і евтектоїдних сталей шляхом нагрівання сталі до температури, що забезпечує отримання структури однорідного аустеніту, витримці при даній температурі і наступного охолодження зі швидкістю більше критичної. В результаті, структура даних сталей складатиметься з мелкоігольчатого мартенситу і залишкового аустеніту. Високотемпературний відпустку проводять при температурі 500 ... 680 ° С.
Температура нагріву при загартуванні вибирається на 50 ... 70 ° С вище критичної точки Ас3, т.е.
Для отримання мартенситной структури при загартуванні стали її необхідно охолоджувати зі швидкістю не меншою, ніж критична швидкість загартування (Vохл.? Vкр.). Значення Vкр. визначимо, скориставшись діаграмою ізотермічного перетворення переохолодженого аустеніту,
