а елементів,% CSiMnNiCrMoSPCu0,27 - 0,340,17 - 0,370,3 - 0,61,25 - 1,650,6 - 0,90,15 - 0,25не более0,0250,0250, 3 Таблиця 3 - Хімічний склад сталі 40ХНМА по ГОСТ 4543-71
Масова частка елементів,% CSiMnNiCrMoSPCu0,37 - 0,440,17 - 0,370,5 - 0,81,25 - 1,650,6 - 0,90,15 - 0,25не более0,0250,0250, 3
Таблиця 4 - Хімічний склад сталі 30ХН2МА по ГОСТ 4543-71
Масова частка елементів,% CSiMnNiCrMoSPCu0,27 - 0,340,17 - 0,370,3 - 0,61,25 - 1,650,6 - 0,90,2 - 0,3не более0,0250,0250, 3
Таблиця 5 - Хімічний склад сталі 40ХН2МА по ГОСТ 4543-71
Масова частка елементів,% CSiMnNiCrMoSPCu0,37 - 0,440,17 - 0,370,5 - 0,81,25 - 1,650,6 - 0,90,15 - 0,25не более0,0250,0250, 3
Таблиця 6 - Хімічний склад сталі 40Х по ГОСТ 4543-71
Масова частка елементів,% C Si Mn CrNiSPCu0,36 - 0,440,17 - 0,370,5 - 0,80,8 - 1,10,3не более0,0350,0350,3
Розмір всіх зразків однаковий: довжина - 200 мм, ширина - 50 мм, товщина 30 мм.
Після того як зразки були підготовлені, провели поверхневу загартування плазмовою дугою. Як джерело живлення плазмової дуги використовувався серійний зварювальний випрямляч ВДУ - 504. Як плазмообразующего газу застосовувався аргон. Загартування проводилася в ручному режимі. Режими гарту вказані в таблиці 7.
Таблиця 7 - Режими гарту досліджуваних зразків
№ образцаНапряженіе, всилу струму, Аскор гарту, см/сПогонная енергія; ;
Дж/смРасход аргону, л/мінРасстояніе від сопла плазмотрона до виробу, мм145-52210-2203,52610,76-813-152190-20051657,53220-24033258,34230-25033400,05220-24033258,36220-24033258,37190-2103,52428,5818041912,5
Структуру і твердість термообробленого поверхневого шару вивчали на поперечних мікрошліфа з використанням мікроскопа Neophot - 2 при збільшеннях 50-1000 x. Вимірювання твердості вироблялося на Мікротвердоміри Duramin - 2 під навантаженням 4,9x10 3 H. Оцінка зерен структури в зоні термічного впливу проводилася за ГОСТ 8233-56 «Сталь. Еталони мікроструктури ».
8. Обговорення результатів експерименту
Вимірювання твердості і вивчення структури основного і загартованого ділянок поперечних мікрошліфов, виготовлених з оброблених зразків, дали наступні результати.
. 1 Результати вивчення мікроструктури зразка №1 зі сталі 45
Результати вимірювання твердості зразка №1 представлені в таблиці 8. На підставі цих даних для наочності був побудований зображений на малюнку 7 графік зміни твердості по глибині загартованого шару.
Таблиця 8 - Зміна твердості по глибині термоупрочненного шару зразка № 1
Глибина, мм00,070,220,420,620,841,041,141,421,711,9Твердость, HV348335313310292290281265263255249
Загартування зразка була проведена без оплавлення поверхні.
Вивчення мікроструктури показало, що поблизу від поверхні зміцнений шар складається з зерен сорбіту та перліту (до 0,84 мм). У перехідному шарі (0,84-1,04 мм) крім сорбіту та перліту з'являються прожилки фериту. Структура основного металу - перліт і феритної сітка.
Малюнок 7 - Зміна твердості по глибині термоупрочненного шару зразка №1
8.2 Результати вивчення мікроструктури зразка №2 зі сталі 45
Результати вимірювання твердості зразка №2 представлені в таблиці 9. На підставі цих даних був побудований зображений на малюнку 8 графік зміни твердості по глибині загартованого шару.
Таблиця 9 - Зміна твердості по глибині термоупрочненного шару зразка №2
Глибина, мм00,110,240,390,540,70,871,031,191,351,54Твердость, HV356335322284275265262253260260254
У порівнянні з попереднім зразком, гарт проведена з більшою швидкістю і при меншому значенні сили струму. Розрахункове значення погонной енергії значно знизилася, що призвело до зниження твердості зміцненого шару і перехідної зони. Таким чином можна зробити висновок про недоцільність подальшого зниження величини питомої тепловкладення.
Рисунок 8 - Зміна твердості по глибині термоупрочненного шару зразка №2
Мікроструктура зміцненого, перехідного і основного шарів металу та ж, що і у зразка №1, з тією лише різницею, що перехідний шар знаходиться на меншій глибині (0,54-0,7мм).
. 3 Результати вивчення мікроструктури зразка №3 зі сталі 30ХНМА
Результати вимірювання твердості зразка №3 представлені в таблиці 10. На підставі цих даних був побудований зобра...
