Какие изменения свойств происходят при закалке малоуглеродистых сталей


Сталь изменение свойств при нагрев

Наиболее важным является превращение а у и связанное с ним изменение свойств, поскольку при обычных температурах в структуре стали имеется твердый раствор на основе а-Ре, а для большинства видов горячих технологических процессов нагрев производится до структуры твердого раствора на основе у-Ре. Между тем а-Ре и у-Ре имеют разные удельные веса, плотности, магнитные и другие физические свойства. Растворимость С в этих модификациях Ре также различна. Растворимость С в у-Ре значительно превышает максимальную растворимость С в а-Ре, что используется при термической и химикотермической обработке стали.  [c.58]
Подробные исследования влияния критической степени деформации на механические свойства и величину зерна пластически деформированной стали рекристаллизационного отжига при температуре 500° С показывают, что для нее критической степенью деформации является предварительное обжатие до 10—20%. Нагрев деформированного металла не только сказывается на изменении статических характеристик металла, но и заметно влияет на изменение предела выносливости. Это имеет большое значение применительно к тем деталям, которые в процессе изготовления или в условиях эксплуатации подвергаются кратковременному воздействию повышенной температуры.   [c.356]

Отпуск Нагрев и выдержка закаленной стали ниже критической точки. При отпуске происходит распад мартенсита с образованием цементита, что сопровождается изменением свойств стали и уменьшением остаточных напряжений  [c.162]

Неполный отжиг — нагрев стали до температуры выше Лс,, но ниже Лсд, выдержка при этой температуре и медленное охлаждение Применяется для заэвтектоидной стали и для проката и поковок из доэвтектоидной стали с целью улучшения обрабатываемости резанием и снятия внутренних напряжений. При неполном отжиге происходит частичное изменение свойств (вследствие частичной фазовой перекристаллизации).  [c.667]

Механическая обработка стали — обработка резцом, абразивным инструментом или полированием, накаткой роликами или дробеструйным наклепом изменяет физико-механические свойства приповерхностного слоя металла. В результате механической обработки появляется новый микрорельеф поверхности, вследствие силового воздействия инструмента пластически деформируется (наклепывается) приповерхностный слой металла, а нагрев обрабатываемого металла, всегда сопровождающий механическую обработку, может вызвать фазовые превращения в приповерхностном слое металла при механической обработке возможно также появление дефектов поверхности в виде трещин, рванин, задиров, и шлифовочных ожогов. Изменения свойств приповерхностного слоя металла при механической обработке часто происходит неравномерно по поверхности и в глубину обрабатываемого изделия, чем усиливается гетерогенность металла, ео всех физико-химических процессах.   [c.141]


Ограниченное число исследований по влиянию старения на изменение механических свойств средне- и высокоуглеродистой сталей привело к неправильному выводу о том, что они не стареют и что основной структурной составляющей, ответственной за старение, может являться только избыточный феррит в низкоуглеродистых сталях [233]. Что касается феррита, входящего в состав перлита, то он, по существовавшему мнению, к старению не склонен, и стали с содержанием углерода выше 0,6% практически не чувствительны к старению [234]. Поэтому долгое время считали, что с увеличением содержания углерода в стали снижается склонность ее к деформационному старению. Однако выдержка, например, среднеуглеродистой стали при комнатной температуре приводит к некоторому упрочнению [235]. Нагрев же деформированных средне- и высокоуглеродистых сталей до 200—300° С вызывает значительное изменение свойств без заметных структурных изменений.  [c.121]

При нагревании наклепанной стали происходит сначала так называемый отдых (возврат) кристаллов — постепенное восстановление механических свойств без заметного изменения микроструктуры. Дальнейший нагрев металла до температуры, равной примерно 0,47 Т ., — температура  [c.421]

К структуре зоны термического влияния, а следовательно и к термическим циклам нагрева и охлаждения при сварке, предъявляются различные требования, которые зависят и от материала и от условий эксплуатации изделия. В результате несоблюдения необходимых режимов структура шва и зоны влияния может значительно ухудшиться, что приведет к снижению качества сварных соединений. Так, в малоуглеродистой стали существенного изменения свойств у зоны термического влияния обычно не происходит. Низколегированные и углеродистые конструкционные стали в результате слишком быстрого охлаждения и подкалки иногда значительно снижают пластичность. В закаленных сталях (перлитного и мартенситного класса) при излишне замедленном охлаждении может произойти отпуск зоны термического влияния. Длительный нагрев высоколегированных хромистых сталей ферритного класса приводит к укрупнению их зерна, снижению пластических свойств и коррозионной стойкости. Хромоникелевые стали аустенитного класса нельзя длительное время перегревать выше температуры распада аустенита, так как при этом нарушается однородность аустенитной структуры и теряется коррозионная стойкость.   [c.154]

В ЗТВ всех этих сталей должны происходить укрупнение зерна и коагуляция, а вблизи шва и растворение упрочняющей фазы. Такие изменения строения в фазовом состоянии сопровождаются изменением свойств — снижением прочности и ударной вязкости ЗТВ. Однако изменение свойств ЗТВ этих сталей при сварке можно свести к минимуму, снижая погонную энергию и увеличивая скорость охлаждения после сварки. Ограниченному снижению свойств ЗТВ способствует то, что упрочняющая фаза, содержащая ванадий, ниобий и молибден, состоит из стойких карбидов или карбонитридов. Эти соединения обладают повышенной устойчивостью к коагуляции, для их растворения требуется нагрев до высоких температур в течение более длительного времени, чем для карбидов железа, марганца и хрома. Кратковременный нагрев при сварке не приводит к существенному растворе-  [c.181]

Таким образом, критическая точка а практически характеризует температуру, при которой сталь начинает принимать закалку. Перед закалкой стальное изделие требуется нагреть несколько выше этой точки н быстро охладить. Такое стремительное охлаждение задерживает изменение структуры стали и наделяет ее новыми механическими свойствами.  [c.80]

Хромоникельмолибденовые стали при комнатных температурах имеют те же механические свойства, что аустенитные типа 18-8 (см. рис, 1), а при высоких — повышенную жаропрочность. Длительный нагрев (до 9 тыс, ч) при 650 и 750° С не вызывает больших изменений механических свойств. Эти стали сочетают достаточно высокую длительную прочность с высокой пластичностью [22],  [c.149]

Стали для штампов горячей обработки давлением работают в тяжелых условиях, испытывая интенсивное ударное нагружение, периодический нагрев и охлаждение поверхности. От них требуется сложный комплекс эксплуатационных и технологических свойств. Кроме достаточной прочности, износостойкости, вязкости и прокаливаемости (для крупных штампов) эти стали должны обладать также теплостойкостью, окали-ностойкостью и разгаростойкостью. Под разгаростойкостью понимают устойчивость к образованию поверхностных трещин, вызываемых объемными изменениями в поверхностном слое при резкой смене температур. Это свойство обеспечивается снижением содержания углерода в стали, которое сопровождается повышением пластичности, вязкости, а также теплопроводности, уменьшающей разогрев поверхностного слоя и термические напряжения в нем.  [c.626]


Пластические свойства металлов зависят от структуры, химического состава, температуры нагрева и скорости деформации. С увеличением температуры нагрева, понижением скорости деформации пластические свойства металла возрастают. Деформирование металлов в холодном состоянии приводит к наклепу, искажению кристаллической решетки, изменению структуры металла. Такое состояние металла нестабильно, так как металл может изменять свои свойства. Чтобы восстановить деформированную структуру, необходимо нагреть деталь до температуры рекристаллизации, равной 0,4 температуры плавления металла. При меньших температурах происходит только частичное устранение искажения в кристаллической решетке. При восстановлении деформированием рекомендуются следующие температуры 1250—800° С деталей из углеродистых сталей, 1150—850° С — из легированных сталей, 850—700° С — из бронзы.   [c.226]

Высокие режущие свойства и производительность труда можно обеспечить, работая хорошо заточенным инструментом с определенными геометрическими параметрами, точными размерами, высоким качеством поверхностей режущей части. Большое влияние на качество заточки оказывает выбор шлифовального круга. Шлифовальный круг и режим заточки должны быть выбраны так, чтобы на затачиваемом инструменте в процессе заточки не создавались чрезмерные местные нагревы, которые снижают режущую способность инструмента. На инструментах из углеродистых и быстрорежущих сталей местный нагрев приводит к изменению микроструктуры пограничных слоев, снижению твердости на отдельных участках, заметных по цветам побежалости. На инструментах с пластинками из твердого сплава местный нагрев создает повышенные внутренние напряжения, что приводит к образованию трещин и повышенной склонности к выкрашиванию режущих кромок. Шлифовальные круги для заточки инструмента характеризуются материалом абразивных зерен, зернистостью, веществом связки, твердостью, структурой, формой и размерами. При заточке инструментов из быстрорежущей стали в качестве абразивного материала используется электрокорунд, а для твердосплавных инструментов — карбид кремния зеленый. Для изготовления шлифовальных кругов абразивные материалы применяются в виде зерен. Размеры зерен характеризуются зернистостью. Номер зернистости определяется размерами сторон ячеек контрольных сит. Величина зерна оказывает большое влияние на чистоту поверхности и производительность заточки. Черновая заточка инструмента производится кругами с но-  [c.212]

Мп 0,008% N и 0,040% А1 нагреть до 1200° С, при которой нитрид алюминия полностью диссоциирует, а зерно заметно вырастает, то она оказывается столь же склонной к деформационному старению, как и кипящая. Отпуск при 680—700° С, приводящий почти к полному выделению азота в виде нитрида алюминия, резко снижает склонность стали к деформационному старению (судя по изменению прочностных свойств), но падение ударной вязкости и повышение температуры хладноломкости остается значительным, так как обработка в а-области не измельчает зерна [176].  [c.103]

В среднем интервале температур отпуска наблюдается резкое снижение прочностных свойств. Пластические же свойства, особенно в сильнодеформированных сталях, после некоторого роста либо не изменяются, либо заметно снижаются (рис. 55) (см. [254—256, 295, 401] вплоть до температур развитого процесса рекристаллизации. Если нагрев деформированных сталей с мелкопластинчатым цементитом приводит к заметному росту относительного удлинения (см. рис. 55), то в низкоуглеродистых сталях [256] или в сталях с глобулярным цементитом [119, с. 106] (см также рис. 56) относительное сужение, а также относительное удлинение остаются на довольно низком уровне, не превышающем их величину в деформированном состоянии, до температур развитого процесса рекристаллизации. Предел упругости при отпуске до 300—350° С достигает максимального значения. Общий характер изменения предела упругости примерно одинаков в сталях с мелкопластинчатым, а также в сталях с глобулярным цементитом (рис. 56).  [c.214]

Нагрев вызывает изменение механических свойств металла Как видно из графика (рис. П1.4), предел прочности углеродистых сталей с повышением температуры (примерно с 300° С) непрерывно уменьшается, а относительное удлинение увеличивается. Следовательно, при деформировании стали, нагретой, например, до температуры 1200° С, можно достичь большего формоизменения при меньшем приложенном усилии, чем при деформировании ненагретой стали. Все металлы и сплавы имеют тенденцию к увеличению пластичности и  [c.88]

Возникающий в процессе деформации наклеп стали может достигнуть такой величины, что сталь становится хрупкой и дальнейшая деформация ее становится невозможной. Для возвращения стали пластичности и возможности дальнейшей ее деформации проводится рекристаллизационный отжиг. Нагрев холоднодеформированной стали до 400—450° С заметных изменений в микроструктуре не вызывает механические свойства изменяются незначительно, и только снимается большая часть внутренних напряжений. При нагреве до более высокой температуры механические свойства стали резко изменяются твердость и прочность понижаются, а пластичность повышается (рис. 53). При этом изменяется строение стали. Вытянутые в результате деформации зерна становятся равноосными.  [c.56]

Понятное стремление изготовителя источника питания снизить расход активных материалов (обмоточных проводов, шин, трансформаторной стали) приводит к повышению рабочей температуры узлов источника, прежде всего обмоток силовых трансформаторов и дросселей. Изоляция обмоточных проводов, межслоевая изоляция обмоток, пластмассовые детали их крепления и другие детали, соприкасающиеся с токоведущими частями конструкции источника, должны выдерживать нагрев без изменения своих свойств в течение всего срока службы источника (как правило, 5 лет при двухсменной работе). Большинство промышленных источников питания изготовляют по классам нагревостойкости В, Р и И с допустимым превышением температуры обмоток над температурой окружающего воздуха соответственно 85, ПО и 135 °С. Для однослойных обмоток допускается увеличение этих значений на 10 °С.  [c.221]


Рис, 33, Изменение механических свойств стали 17-7РН в зависимости от температуры испытания (нагрев при термической обработке 950°)   [c.1377]

При горячей гпбке, в отличие от ковки, металл подвергается небольшим деформациям. Поэтому изменение свойств при указанной операции определяется в осн. ее температурным режимом. Существенное различие между этими операциями наступает только в том случае, если пластич. деформация заканчивается ниже 600°. В этом случае уже приходится считаться с явлением наклепа. Для простой углеродистой и марганцовистой стали 09Г2 горячая гибка, подобно нормализации, не ухудшает, а улучшает их свойства. Нагрев легированной стали до высоких темп-р вызывает существенное изменение не только ее склонности к хрупким разрушегашм, но и почти всех механич. хар-к. Наиболее существенным и важным при этом является снижение стали, служащего основой для расчетов корпусных конструкций на прочность. Для малолегированной стали нет общей закономерности изменения прочностных свойств по мере повышения темп-ры нагрева. Различное поведение стали при нагревах в значительной мере определяется индивидуальными особенностями отдельных плавок.  [c.282]

Структура закаленной стали (мартенсит и остаточный аустенит) неустойчива при нагревании она будет стремиться перейти в более устойчивое состояние (ферритоцементитную смесь). Нагрев закаленной стали до температур, лежащих ниже точки, с последующим охлаждением (большей частью на воздухе), при котором происходит изменение свойств и, иногда, структуры закаленной стали, называют отпуском стали.  [c.112]

При низком отпуске (до 200°) этот мартенсит переходит в отпущенный, отличающийся от первого весьма незначительным изменением свойств, заметным иногда только при точных измерениях. Например, твердость его повышается всего на 2—3 единицы хрупкость остается попрежнему значительной. Но все-таки в этом состоянии хрупкость меньше, так как нагрев до 200° снижает напряжения, полученные при закалке. В связи с этим в низкоотпу-шенной стали наблюдается повышение предела упругости и ударной вязкости.  [c.238]

Устройства для определения электрических свойств при высоких температурах. В воздушной среде измерения производят в камере из керамического материала, в пазы которой, на внешней ее стороне, уложена спираль из высокотемпературного сплава. Нагреватель теплоизолирован асбестом или кварцевым стекловолокном и встроен в металлический каркас. Конструкция камеры обеспечивает равномерное распределение тепла по всему объему, сводя к минимуму его потери, исключает влияние электрических полей, наводимых нагревателем. Мощность нагревателя 2 кВ А обеспечивает нагрев камеры до 1 000° С. Автоматическое регулирование напряжения позволяет производить нагрев со скоростью 3 °С/мин. Высоковольтные, измерительные и термопарные вводы вмонтированы в поддон камеры через изоляционную шайбу, выполненную из нагревостойкого пластика толщиной 20 мм, и дополнительно изолированы трубками из высокоглиноземной керамики. При определении Я высоковольтным электродом является измерительный столик, изготовленный из нержавеющей стали, измерительным — цилиндр из той же стали, обкатанный платиновой фольгой. Перед измерением проверяется отсутствие в системе токов утечки, для чего определяется изменение сопротивления вводов при нагревании до 600 °С. Величина вводов при 600 °С должна быть не менее 10 Ом. Сопротивление образцов измеряется после нагревания их до заданной температуры и выдержки при этой температуре в течение 10—15 мин. При определении измерительный столик заземляют, напряжение подают на цилиндрический электрод, свободно передвигающийся при помощи манипулятора, вмонтированного в дверцу камеры. Камера оборудована осветительным и смотровым окнами (рис. 22-22),  [c.427]

Для того чтобы закончить рассмотрение экспериментальных данных о тонкой структуре металла околошовной зоны, отметим, что спад значений параметров Я, р, а, р, термо-ЭДС прекращается как только замедляется или совсем не происходиг рост зерен в результате оплавления границ или выпадения ст-феррита при температурах, близких к Гпл- В условиях, когда ферритной фазы в образцах становится достаточно много (см. рис. 58, сталь 12Х18Н10Т), процесс очистки может в известной степени вновь восстановиться вследствие более высокой диффузионной подвижности углерода в феррите, а также большей растворимости атомов замещения титана (ниобия) в нем. В этом случае имеет место накопление атомов углерода в объеме границ у/а главным образом в участи границ. Дополнительным подтверждением выявленного механизма процессов в металле околошовной зоны являются результаты исследования изменения свойств металла образцов, обработанных по термическому циклу, имитирующему сварочный цикл [79, 80]. О правомочности использования для указанных исследований образцов, подвергнутых термической обработке, имитирующей только нагрев (не имитирующий напряженного состояния околошовной зоны), го-вор ит высокая степень корреляции кривых, характеризующих изменение их свойств в зависимости от термического воздейст-108  [c.108]

Происходящие прн различных операциях термической обработки изменения структуры вносят свой вклад в изменение свойств сталей. Изменение структуры, состоящее б изменении размеров и состояния фазовых составляющих, определяет изменения в движении и торможении дислокаций и тем самым сопротивление деформации и предельную величину деформации нри нагружении стали. Наличие в аустенитной или ферритной матрице избыточной фазы в дисперсном состоянии или даже в состоянии пред-Быделения приводит к рассредоточенному множественному блокированию движения дислокаций и тем самым к значительному упрочнению стали. При этом, естественно, кесколько снижаются пластичность и ударная вязкость стали. К, образованию таких выделений чаще всего приводит нагрев с длительной выдержкой при температуре 300—600 "С в зависимости от состава стали (старение).  [c.153]

Во-вторых, в зонах перехода от локально нагреваемого участка к ненагреваемому будет иметь место градиент температур. При локальном высоком отпуске температуры будут изменяться от 700 до 20 °С, при локальной нормализации от 950 до 20 С. Нагрев в указанном интервале температур в разных участках переходной зоны может вызвать изменение свойств стали. В участках, нагревающихся в интервале 300—450 °С, могут выделяться дисперсная фаза и упрочняться участки, нагревающиеся до 700 °С (при локальной нормализации), могут происходить коагуляция карбидов и понижение прочности.  [c.165]

Диффузия легирующих элементов через границу раздела разнородных сталей может иметь некоторое значение при длительных нагревах до высоких температур, значительно превышающих по этим параметрам возможные условия нагрева при термообработке или эксплуатации. К. Е. Чарухина и С. А. Голованенко получили данные об изменении концентрации хрома в стали 12Х18Н10Т, находящейся в сварном контакте с нелегированной сталью СтЗ (биметалл) после нагрева при 950 и 1150°С (рис. 11.7). Только длительный нагрев при 1150 Сдает заметное перемещение хрома из высоколегированной стали в нелегированную и некоторое повышение твердости приграничного участка нелегированной стали. Такое перемещение хрома (закономерность перемещения никеля и других элементов в этих условиях практически аналогична) и связанное с этим очень небольшое изменение свойств, которое может иметь место только при высокотемпературной термообработке, для агрегатных свойств сварного соединения практического значения не имеет. Возможные расстояния перемещения тех же элементов при более низких температурах эксплуатации (500—600 вплоть до 700 °С) даже при очень большой продолжительности пребывания при этих температурах значительно меньше и менее значимы для свойств.  [c.296]


Оптимальной термической обработкой ферритных сталей является отжиг при 560-900 °С, проводимый с учетом временньхх характеристик 2 и В зависимости от температуры нагрева стали отжиг восстанавливает ее стойкость к МКК, уменьшает хрупкость после высокотемпературного нагрева, восстанавливает структуру феррита, устраняя изменения структуры и свойств из-за образования а-фазы или развития 475 °С-хрупкости. Наиболее важным при отжиге является предупреждение 475 °С-хрупкости при охлаждении изделий. С этой целью используют ускоренное охлаждение. В частности, при термической обработке полос из высокохромистых сталей (типа XI7 и Х25) в проходных печах используют быстрый нагрев до 800-900 °С с вьщержкой  [c.248]

Как показали работы Д. А. Прокошкина и др. [101], способ дробления деформации при ТМО на ряд последовательных порций, чередующихся с температурными выдержками упрочняемого металла (далее этот метод упрочнения будем называть ТМО с применением дробной деформации), оказался весьма эффективным для условий ВТМО. При обработке высоколегированной конструкционной стали по режиму нагрев до 900° прокатка при той же температуре немедленная закалка и отпуск при 250° в течение 50 мин., заготовки деформировались на одну и ту же степень обжатия (60%), но при разном (1—3) числе проходов [101]. Изменение механических свойств стали после таких режимов ВТМО показано в табл. 16.  [c.73]

Добавка хрома к железу способствует образованию мар-тенситной (игольчатой) структуры (о. ц. к.-решетка) при сравнительно медленном охлаждении стали вследствие распада аустенитной структуры (г. ц. к.-решетка), устойчивой при повышенных температурах. Малая критическая скорость закалки позволяет осуществлять ее и получать мар-тенситную структуру при охлаждении на воздухе. В закаленном состоянии эти стали имеют высокую прочность и относительно низкую ударную вязкость. Для получения оптимальных механических свойств стали подвергают термообработке. Для мартенситных сталей, как правило, применяют нормализацию и отпуск (воздушное охлаждение от температуры аустенизации и затем повторный нагрев до определенной температуры нилсе температуры аустенизации). При отпуске в интервале температур 200—370 °С происходит снятие внутренних напряжений без изменения структуры и прочностных свойств 550—650 °С — распад мартенсита на феррит и карбиды типа СггзСе, при этом прочность стали снижается, а ударная вязкость повышается. Например, у стали 0,3 С 13 Сг при отпуске до 450 С Ob=1600 МПа, ударная вязкость (по Изоду) составляет 22 Дж до 800 °С 0в = 85О МПа, ударная вязкость равна 100 Дж [51, с. 26].  [c.154]

Как известно [8, 9], изменение скорости нагрева закаленных на мартенсит конструкционных сталей приводит к формированию у-фазы различным структурным механизмом. Быстрый нагрев мартенсита вызывает мартенситоподобное сдвиговое а—>у превращение [151] и способствует восстановлению размеров, формы и ориентации исходных аустенитных зерен, существовавших до цикла у- а- у. Снижение скорости нагрева (до десятков град/мин) определяет развитие неупорядоченных диффузионных процессов образования по-ко-вому ориентированных аустенитных зерен. В условиях медленного нагрева (1-2 град/мин) во многих сталях вновь наблюдается восстановление аустенитного зерна, объясняемое развитием упорядоченного, но диффузионного а- у превращения. Изменение условий образования у-фазы должно отразиться на ее свойствах. Поэтому в данной работе исследовали свойства аустенита, образованного из мартенсита при различных скоростях нагрева 2,10, 250 й "2ООО град/мин до 760-1000ОС.  [c.225]

Впервые цзученО влияние термоциклирования при борировании на механические свойства, в частности на ударную вязкость [32]. Проводили жидкостное безэлектролнзное борирование в ванне с расплавом следующих химических соединений 70 % [30 % (12 % NaF + 59 % КР-Н +29 % ЫР) +70 % N36407] +30 % В4С. ТЦО при борировании заключалась в повторяющихся нагревах до 890 °С и охлаждениях до 680 °С, длительность цикла 20 мин, число циклов 3, 5 и 10. Изотермическое борирование по классическому способу производили при 820 °С с длительностями, равными соответствующим термоциклическим процессам. Режим термоциклирования производили изменением температуры ванны путем своевременной перестановки датчика позиционного регулятора электронного потенциометра, осуществляющего включение (нагрев) и выключение (охлаждение) нагревателя. Одновременно с основными экспериментами по термоциклическому и изотермическому борирова-нию в отдельных тиглях проводили аналогичные режимы обработок контрольных образцов в нейтральных расплавах хлористых солей (холостые режимы). Все обработанные образцы из сталей 45 и У8 подвергали соответствующей закалке и низкому отпуску. Испытания показали, что термоциклирование при борировании повышает ударную вязкость исследованных сталей в 1,5—2,3 раза по сравнению с изотермическим борированием. Максимальное повышение ударной вязкости наблюдалось при пяти циклах. Отмечено также, что борирование при ТЦО снижает ударную вязкость по сравнению с чистым термоциклированием, т. е, без борировании, всего на 10—20 %.  [c.201]

Если в процессе эксплуатации паропроводные трубы вследствие ползучести накопили остаточную деформацию более допустимой или произошло сильное изменение их структуры и свойств, то такие трубы заменяют или подвергают восстановительной термической обработке. В результате термической обработки устраняются те глубокие изменения структуры и свойств, которые обусловлены процессами ползучести и старения металла в эксплуатации. Оптимальный режим восстановительной термической обработки для сталей 20, 16М, 12МХ и 15ХМ — нормализация (нагрев до 950— 1010 °С, выдержка 30—45 мин) и самоотпуск (охлаждение под слоем асбеста). При нагреве под нормализацию и во время выдержки происходит полная перекристаллизация  [c.249]

При сварке конструкционных сталей — углеродистых и среднелегированных во избежание закалки, образования трещин, изменения структуры необходимо применять в зависимости от химического состава стали предварительный нагрев до 300° С с последующим после сварки отжигом или отпуском. При ручной электродуговой сварке следует применять преимущественно постоянный ток использовать электроды, обеспечивающие в металле шва необходимые свойства. Для повышения прочности сварного соединения в наплавляемый металл вводят в ряде сучаев легирующие элементы (Мп, 81, Сг, Т1 и др.), способствующие получению мелкозернистой структуры производят послойную проковку шва накладывают валики малого сечения производят местное охлаждение наплавленного металла теплоотводящими медными прокладками или водой во избежание перегрева зоны сварки  [c.290]

Тепловое (и н т е р к р и с т а л л и ч е с к о е) ослабление — вызываемое интеркристаллическим окислением н другими пока недостаточно изученными факторами уменьшение главным образом пластических свойств, а также вязкости перлитных сталей, подвергнутых длительному нагр "жению при температурах выше порога (наинизшей температуры) рекристаллизации данного металла. Тепловое ослабление сопровождается структурными изменениями в виде интеркристаллических повреждений структуры и обнаруживается испытаниями на длительную прочность, а также определениями ударной вязкости при 20°. Интеркристаллическому ослаблению подвержены в той или иной степени почти все сорта углеродистых, мало- и среднелегированных сталей перлитного к.дасса . Полное устранение теплового ослабления достигается применением материалов, обладающих наряду с повышенным сопротивлением ползучести и длительной прочностью также повышенной химической стойкостью при высоких температурах [50].  [c.227]

Все стандартные нержавеющие стали легко поддаются горячей обработке путем ковки, прессования, штамповки или экструзии, хотя эти стали, в особенности сорта, содержащие никель, жестче , чем низколегированные или углеродистые стали. Для сплавов Ре— Сг и Ре—Сг-N1 обычно используют температуры 1100—900° С и 1200—900 С соответственно. Для достижения оптимальных механических свойств, а иногда и коррозионной стойкости, после формовки обычно проводят термическую обработку. Для мартенситных сталей, как правило, применяют нормализацию и отпуск (воздушное охлаждение от температуры аустенитизации, а затем повторный нагрев до определенной температуры ниже точки образования аустеннта), отжиг (охлан дение в печи от температуры аустенитизации) или простой отпуск. Для ферритных сталей обычно применяют нагрев до 750—800° С с последующим воздушным охлаждением, а аустенитные стали чаще всего нагревают до 1000— 1100° С с последующим воздушным охлаждением или закалкой (в зависимости от марки стали и поперечного сечения изделия). При больших сечениях изделий во избежание растрескивания не следует допускать резких изменений температуры в ходе нагрева и охлаждения ферритных сталей, а также мартенситных сталей в закаленном состоянии. Аустенитные стали очень стойки к растрескиванию, но сильные градиенты температур могут вызвать коробление.  [c.28]


При нагреве стали во время сварки до температуры ниже Тотп никаких изменений в структуре и механических свойствах стали не происходит. Нагрев в интервале температур от Тотп ДО вызывает дополнительный отпуск стали, сопровождаемый понижением ее прочности и твердости по сравнению с этими же характеристиками исходного металла, при соответствующем повышении пластичности. Электрический нагрев значительно ускоряет процессы отпуска, заметно сказываясь на свойствах стали даже в условиях контактной сварки, при которой длительность теплового воздействия очень мала.  [c.61]

Нагрев наклепанной стали вызывает возвращение ее механических и физических свойств к отожженному состоянию. При этом наблюдается повышение свойств, характеризующих пластичность, и понижение свойств, характериЗ ующих прочность. При сравнительно низких температурах нагрева это явление не сопровождается изменением микроструктуры и называется возвратом . Однако при возврате наблюдаются изменения в кристаллической решетке. На рентгенограммах деформированных металлов линии отражений размыты, а на рентгенограммах металлов после возврата они четкие. Это доказывает, что при возврате уменьша-  [c.408]


Изменение свойств стали в процессе нагрева

Метод индукционного нагрева основан на использовании следующих законов и явлений 1) закон электромагнитной индукции 2) поверхностный эффект 3) эффект близости 4) изменение свойств стали в процессе нагрева. Последнее явление особенно существенно при поверхностной термообработке, на что впервые обратил внимание чл. кор. АН СССР проф. В. П. Вологдин, автор метода поверхностной индукционной закалки [7,8].  [c.6]
Изменение свойств стали в процессе нагрева  [c.15]

Метод индукционного высокочастотного нагрева основан на законе электромагнитной индукции, поверхностном эффекте, эффекте близости, кольцевом эффекте, тепловом действии тока и изменении свойств стали в процессе нагрева.  [c.46]

Следует отметить, что у, ельная мощность, развиваемая в стали в процессе нагрева, не остается постоянной. Изменение электрических и магнитных свойств нагреваемой стали и обусловленное этим нз.менение электрических параметров индуктора и режима высокочастотной установки приводит к изменению во времени удельной мощности. На рис. 6 приведены характерные зависимости такого рода. Они показывают, что значения удельной мощности в процессе индукционного нагрева могут изменяться в 2—3 раза.  [c.248]

Чтобы понять, как изменяются структура и свойства стали в процессе термической обработки, рассмотрим изменения, которые происходят в структуре чистого железа, являющегося основой стали. При нагреве до 910° кри-  [c.63]

Чтобы понять, как происходит изменение структуры и свойств стали в процессе термической обработки, рассмотрим изменения в структуре чистого железа, являющегося основой стали, происходящие при нагревании. Железо обладает магнитными свойствами, но нагретое выше 768° С лишается их. Это связано с незначительным изменением структуры железа при нагревании. При нагреве до 910°С кристаллическая решетка железа имеет форму объемноцентрированного куба (см. рис. 1. а). При 910°С решетка принимает форму гранецентри-рованного куба (см. рис. 1, б), и железо становится более плотным. При 1400° С решетка снова принимает форму объемноцентрированного куба. При охлаждении все изменения структуры чистого железа происходят в обратной последовательности.  [c.70]

Рис. 22. Изменение механических свойств термически обработанной стали 3X2 В8Ф (закалка при 1100 С, отпуск 650 С) в процессе нагрева
Операция термической обработки, при которой путем нагрева ниже критической точки выдержки и последующего медленного или быстрого охлаждения неустойчивые структуры мартенсита и остаточного аустенита, полученные при закалке, превращаются в более устойчивые и происходит снижение внутренних (остаточных) напряжений и изменение механических свойств, называется о т-п ус ком стали. В процессе отпуска структура закаленной стали при низких температурах переходит в отпущенный мартенсит,  [c.245]
В работах [2-4, 15-31] установлено, что в процессе нагрева и охлаждения при закалке и старении в МСС протекают сложные структурные изменения, обусловленные перераспределением атомов легирующих элементов с образованием различного количества остаточного аустенита, которые оказывают существенное влияние на физико-механические свойства сталей.  [c.161]

Структура, прочностные и пластические свойства аустенито-ферритной стали зависят от температуры нагрева под закалку. В процессе нагрева структура аустенито-ферритной стали претерпевает большие изменения (рис. 1.043 и 1.044). Оптимальный режим закалки — охлаждение в воде после нагрева от 1000— 1100°С. В этом случае в зависимости от химического состава  [c.31]

Поступающий в загрузку в процессе нагрева тепловой поток идет на прирост энтальпии (теплосодержания) стали, который пропорционален скорости на грева. Поэтому в условиях теплопередачи, соответствующих постоянному тепловому потоку, имеют дело с нагревом с постоянной скоростью подъема температуры загрузки (если не учитывать изменение теплофизических свойств стали). При постоянной температуре печи в загрузку в каждый момент времени поступает количество теплоты, пропорциональное разности между температурами печи и загрузки [см. (1)]. С изменением температуры загрузки это количество теплоты непрерывно меняется. При таких условиях скорость нагрева стали переменна.  [c.86]

Растворение и выпадение карбидов в процессе нагрева и охлаждения сталей вызывают значительное изменение их свойств.  [c.469]

Динамика изменения во времени некоторых параметров индукционного устройства при нагреве стальной заготовки диаметром 5 см на частоте 2400 Гц в режиме стабилизации напряжения (напряжение на одновитковом индукторе U = 7,9 В) отражена на рис. 6.4. Диаметр индуктора 8 см, учитывались тепловые потери излучением, коэффициент черноты стали брался равным 0,8. Из рис. 6.4 видно, что максимум удельной мощности достигается в момент, когда температура на поверхности заготовки превышает температуру точки Кюри (750 °С). Далее удельная мощность падает по закону, близкому к линейному, до тех пор, пока вся заготовка не потеряет магнитные свойства и не наступит горячий режим. На рис. 6.5 показана динамика внутренних источников теплоты для этого же варианта. Характерными особенностями в данном случае являются резкое перераспределение источников теплоты в процессе нагрева и то обстоятельство, что максимум внутренних источников теплоты в промежуточном режиме находится на границе немагнитного и ферромагнитного слоя, пока толщина немагнитного слоя не превысит 1—1,5 глубины проникновения в горячую сталь.  [c.212]

Особенности строения и свойств сварных соединений разнородных сталей связаны с формированием зоны сплавления и возможностью изменения состава и структурного состояния этой зоны и прилегающих участков в процессе нагрева, который может иметь место при эксплуатации, термообработке или даже в процессе сварки и последующего охлаждения.  [c.287]

По методике ИМЕТ-1, разработанной автором и Г. Н. Клебановым в 1952—1954 гг. [107—111], тонкие ил стандартные стержневые образцы нагревают в специальной машине током и охлаждают в соответствии с заданными термическими циклами. В процессе нагрева или охлаждения образцы могут быть подвергнуты деформации или разрыву при заданной мгновенной температуре либо в заданном интервале температур (в зависимости от скорости деформации), а также могут быть резко охлаждены в воде с целью фиксации структурного состояния. Это позволяет исследовать кинетику изменения механических свойств и структуры металла в различных участках зоны термического влияния в процессе сварки и термообработки, а также программировать и осуществлять сложные температурно-деформационные воздействия при термомеханической обработке стали (методом растяжения). G помощью этой машины можно определять и конечные изменения структуры и свойств после полного охлаждения образцов до комнатной температуры.  [c.59]

Степень завершенности процессов, развивающихся при нагреве метастабильного металла, и изменений свойств сварного соединения зависит от состава стали и времени пребывания в диапазоне определенных максимальных температур. Последнее зависит от теплового режима сварки. Кроме того, режим определяет ширину зон, в которых развивается тот или иной процесс, а следовательно, и ширину зон разупрочнения или пониженной пластичности. При применении мощных концентрированных источников теплоты эти зоны могут стать настолько узкими, что не будут оказывать заметного влияния на прочность сварного соединения в целом.  [c.517]


ГС — способ сварки плавлением, при котором металл в сварочной зоне нагревается пламенем газа (ацетилена, метана), сжигаемого для этой цели в смеси с кислородом в сварочных горелках. Преимущество ГС —это ее универсальность. С помощью ГС можно сваривать металлы различной толщины с различными свойствами (стали, чугуны, цветные металлы). Недостатками ГС являются трудность автоматизации процесса и длительное тепловое воздействие на металл, что приводит к изменению структуры и формы сварного соединения.  [c.57]

В процессе изготовления многие детали котлов подвергаются холодной или горячей пластической деформации трубы поверхностей нагрева и трубопроводов гнут в холодном или горячем состоянии стойки поверхностей нагрева штампуют в холодном состоянии из лент или листов, разрезанных на ленты днища барабанов штампуют в горячем состоянии из листовой заготовки обечайки барабанов вальцуют или штампуют. Все эти операции вызывают изменения структуры и свойств стали.  [c.234]

Для оценки свариваемости аустенитных сталей в отдельных случаях необходимо учитывать существенное влияние, оказываемое процессом сварки на структуру околошовной зоны основного металла. Вследствие отсутствия закалочных превращений в аустенитных сталях при воздействии на них сварочного цикла околошовная зона имеет менее сложное строение, чем зона при сварке перлитных и хромистых сталей. В участке, непосредственно примыкающем к зоне сплавления, может проявляться ряд процессов, связанных с нагревом до температур выше 1000° — рост зерна, рекристаллизация, если металл до сварки был наклепан фазовые превращения, связанные с переходом второй фазы в твердый раствор изменение структуры и свойств  [c.39]

Инструментальные стали У8, У10 после литья, ковки и нормализации имеют практически одинаковую структуру пластинчатого перлита. В связи с этим влияние ТЦО на указанные стали изучали после их нормализации до получения пластинчатого перлита. Был разработан ускоренный режим ТЦО для получения зернистого перлита. Технология этого режима применительно к углеродистым инструментальным сталям сострит в 3-х — 6-кратном ускоренном нагреве до температур на 30—50 С выше точки Ас с последующим охлаждением вначале на воздухе до температуры на 30—50 °С ниже точки Лп и далее в воде или масле. Последнее охлаждение — только на воздухе. Изменение твердости сталей У8 и УЮ в процессе ТО дано в табл. 3.24. Исследование показало, что при ТЦО пластинчатый перлит инструментальных сталей легко переводится в зернистый и твердость снижается до значений, достигаемых отжигом. Оптимальное число циклов при ТЦО по данному режиму для стали У8—4, а для УШ—6. Механические свойства прутков диаметром 30 мм из стали УЮ, прошедших ТЦО, приведены в табл. 3.25. Для сравнения приведены данные механических свойств этой же стали после отжига для получения зернистого перлита.  [c.114]

Старение. Свойство стали изменять с течением времени свой объем, размеры и форму называется старением. Различают старение естественное и искусственное. Естественное старение достигается длительной выдержкой стальных и чугунных заготовок в естественных условиях (на открытых складах) в течение длительного времени (от шести месяцев до двух лет), в результате чего в металле происходят структурные превращения, вызывающие изменение размеров и формы заготовки. Ввиду большой длительности этого процесса его заменяют искусственным старением, которое заключается в низкотемпературном нагреве закаленных деталей (до 120—170° С) и выдержке их при этой температуре от 20 до 30 ч.  [c.39]

Высокие режущие свойства и производительность труда можно обеспечить, работая хорошо заточенным инструментом с определенными геометрическими параметрами, точными размерами, высоким качеством поверхностей режущей части. Большое влияние на качество заточки оказывает выбор шлифовального круга. Шлифовальный круг и режим заточки должны быть выбраны так, чтобы на затачиваемом инструменте в процессе заточки не создавались чрезмерные местные нагревы, которые снижают режущую способность инструмента. На инструментах из углеродистых и быстрорежущих сталей местный нагрев приводит к изменению микроструктуры пограничных слоев, снижению твердости на отдельных участках, заметных по цветам побежалости. На инструментах с пластинками из твердого сплава местный нагрев создает повышенные внутренние напряжения, что приводит к образованию трещин и повышенной склонности к выкрашиванию режущих кромок. Шлифовальные круги для заточки инструмента характеризуются материалом абразивных зерен, зернистостью, веществом связки, твердостью, структурой, формой и размерами. При заточке инструментов из быстрорежущей стали в качестве абразивного материала используется электрокорунд, а для твердосплавных инструментов — карбид кремния зеленый. Для изготовления шлифовальных кругов абразивные материалы применяются в виде зерен. Размеры зерен характеризуются зернистостью. Номер зернистости определяется размерами сторон ячеек контрольных сит. Величина зерна оказывает большое влияние на чистоту поверхности и производительность заточки. Черновая заточка инструмента производится кругами с но-  [c.212]

Исследования показали [536], что прокатка при температурах динамического деформационного старения приводит к значительному упрочнению стали. Отпуск продолжительностью до 48 ч при температурах ниже температуры прокатки не приводит к разупрочнению стали. Отпуск при температурах, равных температурам деформации в течение 2 ч также не приводит к заметному изменению свойств. Следовательно, при динамическом деформационном старении насыщение атмосфер примесными атомами успевает пройти достаточно полно в процессе деформации, поэтому при последующем нагреве возможности дальнейшего развития старения ограничены, свойства стали не изменяются. Аналогичные данные получены в. работе [474] при изучении зависимости твердости деформированной при 300° С стали с 0,02% С от продолжительности отпуска при температурах 100— 300 С. По данным работы [474], при температурах отпуска 300° С и ниже даже выдержка до 170 ч не уменьшает твердость стали. В работе [435, с. 504] исследована дислокационная структура границ зерен сплава Ре — 0,75% Мп, деформированного на 0,3—1,0% при 300°С. Исследование выполнено в электронном микроскопе на просвет с ускоряющим напряжением до 1 мв. Показано, что после деформации на 0,3% отдельные дислокации на границах зерен разрешаются. После деформации на 1% плотность дислокаций на границах зерен повышается настолько, что индивидуальные дислокации не разрешаются. Изображения дислокаций на границах зерен не изменяются при нагреве образцов ниже 300° С, т. е. ниже температуры деформации, и исчезают в течение нескольких минут при нагреве до 370° С. Приведенные данные показывают, что создаваемые пластической деформацией при температуре динамического деформационного старения  [c.282]


Термическая и химико-термическая обработка стали. Термической обработкой называется процесс тепловой обработки металлов и сплавов с целью изменения их структуры, а следовательно, и свойств, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с заданной скоростью. В зависимости от температуры нагрева и способа охлаждения различают следующие виды термической обработки закалку, отпуск, отжиг и нормализацию.  [c.84]

Возникающие в процессе хонингования пластические деформации и тепловыделение вызывают незначительные изменения физико-ме-ханических свойств в тонком поверхностном слое обрабатываемой детали. Пластические деформации создают наклеп поверхностного слоя, высота которого составляет несколько микрон, что в 5—10 раз меньше, чем при внутреннем шлифовании. Исследованиями установлено, что ввиду незначительного нагрева при алмазном хонинговании деталей из закаленной стали исходная микротвердость и микроструктура поверхностного слоя не меняются. При абразивном хонинговании изменения незначительны и происходят в слое толщиной до 20—25 мкм.  [c.7]

В этом случае пересчет электрической задачи, т. е. коррекция внутренних источников теплоты, может оказаться целесообразным через несколько шагов по времени. Такой подход оказался эффективным при расчете нагрева заготовок из алюминия и его сплавов [123]. Требуемая точность расчета конечного температурного поля достигалась всего лишь при 3—4 пересчетах электрической задачи. С другой стороны, при сильной нелинейности электрофизических свойств шаг по времени т определяется главным образом вторым фактором. Это характерно, например, для расчета нагрева ферромагнитной стали в холодной и промежуточной стадии [9]. Трудности усугубляются еще тем, что на различных стадиях нагрева изменение источников за один и тот же интервал времени сильно различается. Повысить точность расчета можно, организуя итерационный процесс на каждом временном шаге с коррекцией внутренних источников теплоты. Особенно удобно это осуществить, если используются одинаковые методы расчета электромагнитного и температурного поля. При одинаковой пространственной дискретизации области расчет электромагнитного и температурного поля на каждом временном шаге может быть реализован в компактной форме в одном блоке. В качестве примера рассмотрим одномерную электротепловую модель индукционного нагрева цилиндра.  [c.205]

Рис. 24. Изменение механических свойств в процессе нагрева термически обработанных сталей а-5ХНМ (закалка 850°С отпуск 550°С) 6-5ХГМ (закалка 850° С отпуск 600° С)
Химико-термическая обработка является одним из способов изменения химического состава стали и предназначена для придания поверхностным слоям деталей машин требуемых физико-механических свойств повышенных износо-, окалкно- и жаростойкости, а также коррозионной стойкости. Производится химико-термиче-ская обработка путем нагрева деталей в специальной среде (карбюризаторе) до определенной температуры, выдержки при этой температуре и охлаждения. В процессе нагрева поверхностный слой детали насыщается активным элементом (хромом, азотом, углеродом, алюминием и т. п.), в результате чего изменяются физико-механические свойства материала обрабатываемой детали износо- и жаростойкость, коррозионная стойкость и т. п.  [c.472]

Термической обработкой стали называют процессы нагрева и охлаждения, проведенные по определенному режиму, для направленного изменения ее структуры с целью получения необходимых эксплуатационных свойств. Возможность влияния термической обработки на структуру и свойства сталей и сплавов определяется вторичной кристаллизацией, которая в соответствии с диаграммой состояния Fe — F j (см. рис. 50) происходит по линиям GS, SE и РК.  [c.154]

Выбор метода сварки зависит от марки стали и назначения, и не во всех случаях получаются равнозначные механические и коррозионные свойства. При определении режимов сварки необходимо учитывать склонность основного металла и металла шва к растрескиванию, что связано с физическими свойствами и структурными изменениями, протекающими в процессе нагрева металла под сварку, процессами, протекающими во вретмя плавления и застывания литого металла, и процессами, протекающими при охлаждении в сварном металле.  [c.718]

Например, в сталях перлитного и мартенситного класса эти изменения связаны с мар-тенситным, а иногда и промежуточным превращениями в титане, цирконии и их сплавах — с гидридным превращением. Превращения этого типа сопровождаются резким изменением удельного объема (фиг. 20). Поэтому при сварке металлов и сплавов, претерпевающих фазовые и структурные превращения, развит11е напряжений первого рода обусловлено не только неравномерным нагревом и охлаждением отдельных участков сварного соединения и разницей в их теплофизических и механических свойствах, но и изменением удельного объема в процессе фазовых превращений.  [c.157]

С затвердеванием металла шва структурные превращения в нем не заканчиваются. Например при сварке стали первичные кристаллиты сразу после их образования состоят из аустенита - твердого раствора углерода и легирующих элементов в у-железе, существующего при высоких температурах (750...1500 °С ). В процессе охлаждения аустенит распадается, превращаясь в зависимости от состава стали и скорости охлаждения в другие фазы пластичный феррит, более прочный перлит и прочный, но малопластичный мартенсит. Скорость охлаждения зоны сварки обычно велика, и структурные превращения не успевают произойти до конца. Следовательно, меняя скорость охлаждения сварного соединения, подогревая или искусственно охлаждая его, можно в некоторых пределах управлять вторичной кристаллизацией металла шва и его механическими свойствами. Теплота, выделяемая источником нагрева, при сварке распространяется в основной металл. Его участки нагреваются до температуры плавления на границе сварочной ванны и имеют температуру окружающей среды вдали от нее. Это не может не сказаться на структуре металла. Зону основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения металла происходят изменения структуры и свойств, называют зоной термического влиянця (ЗТВ). Каждая точка в ЗТВ в зависимости от расстояния до оси шва достигает различной максимальной температуры, нагревается и охлаждается с различными скоростями. Изменение температуры данной точки во времени KdiZUbdiKiX термическш циклом. Каждая точка ЗТВ имеет при сварке свой термический цикл. Значит, металл в ЗТВ подвергается в результате сварки нескольким видам термической обработки. Поэтому в ЗТВ наблюдаются четко выраженные участки с различной структурой и свойствами.  [c.29]


Изучение макроструктуры металла обычно проводят на специально подготовленных шлифах. В этом случае деталь или изделие разрезают. Поверхность, которую необходимо исследовать, тщательно обрабатывают под плоскость на металлорежу-ш ем станке. Если резку детали проводили при помощи газовой горелки, то необходимо снимать весь слой металла, в котором произошло изменение структуры в результате нагрева пламенем горелки. Обычно глубина этого слоя для сталей, применяемых в котло- и турбиностроении, не превышает 10—12 мм. Затем поверхность следует otшлифoвaть на плоско-шлифовальном станке и наждачной бумагой. Для выявления структуры металла его необходимо подвергнуть травлению. В процессе травления кристаллы растворяются с различной скоростью, так как они по-разному ориентироваиы относительно исследуемой поверхности. Свойства же кристаллов, в том числе и растворимость в химических реактивах, разные в разных направлениях. Границы между кристаллами содержат повышенный процент примесей, поэтому они растворяются быстрее кристаллов. Иногда травлением получают различную окраску структурных составляющих сплава. Поэтому в результате травления можно получить четкую картину кристаллического строения металла.  [c.75]

При сварке давлением металл после нагрева переходит в пластическое состояние и теряет свои упругие свойства. Малоуглеродистые стали переходят в пластическое состояние в температурном интервале ПОО—1300 С, что соответствует белому калению. Нагретые таким образом детали сжимают внешним усилием и соединяют в одно целое. Примером сварки давлением может служить кузнечная (горновая) сварка. Сварка давлением дает наибольшую однородность сварного соединения. Отсутствие плавления металла обеспечивает неизменность его химического состава в процессе сварки, незначительное изменение структуры и механических свойств. Процесс сварки давлением поддается механизации и авгоматизации. Этот вид сварки широко применяется в промышленности, но за последние 20 лет наблюдается вытеснение этой сварки другими, более производительными способами.  [c.63]

К числу запрещенных относятся и такие температурные интервалы при достаточно длительном нагреве или медленном охлаждении, в которых паяемый металл претерпевает структурные или фазовые изменения, недопустимо ухудшающие свойства паяного соединения или изделия в целом (механические, коррозионные и др.). Например, при пайке низкоуглеродистых хромистых сталей с содержанием 12—13% Сг после нагрева при температуре 450—550° С происходит спинодальный распад а-Ре-твердого раствора железа (a -Fe — а Fe + а-Сг), существенно снижающий его пластичность. При более высоких температурах иногда в таких сталях может образовываться а-фаза, охрупчивающая их. Поэтому процесс нагрева или охлаждения сталей в указанных температурных интервалах при пайке должен быть достаточно кратковременным.  [c.234]

Как известно [8, 9], изменение скорости нагрева закаленных на мартенсит конструкционных сталей приводит к формированию у-фазы различным структурным механизмом. Быстрый нагрев мартенсита вызывает мартенситоподобное сдвиговое а—>у превращение [151] и способствует восстановлению размеров, формы и ориентации исходных аустенитных зерен, существовавших до цикла у- а- у. Снижение скорости нагрева (до десятков град/мин) определяет развитие неупорядоченных диффузионных процессов образования по-ко-вому ориентированных аустенитных зерен. В условиях медленного нагрева (1-2 град/мин) во многих сталях вновь наблюдается восстановление аустенитного зерна, объясняемое развитием упорядоченного, но диффузионного а- у превращения. Изменение условий образования у-фазы должно отразиться на ее свойствах. Поэтому в данной работе исследовали свойства аустенита, образованного из мартенсита при различных скоростях нагрева 2,10, 250 й "2ООО град/мин до 760-1000ОС.  [c.225]

В энергетическом машиностроении важно не только повыщение комплекса механических свойств, но и сохранение значительной пластичности и ударной вязкости в процессе воздействия высоких температур. Поэтому задачей дальнейшей работы [74] явилось исследование влияния длительных выдержек при повышенных температурах на изменение ударной вязкости. Температура нагрева была принята 600 °С как наиболее опасная (охрупчивающая) для стали 40Х. Одну партию образцов подвергали нормализации, другую — ТЦО. Режим ТЦО состоял в ускоренном 8-кратном нагреве стали до температур на 30—50 °С выше точки Ас с последующим Подстуживанием на воздухе до температур на 50—80 °С ниже точки Аг и дальнейшим охлаждением в масле. Механические свойства при комнатной температуре для стали 40Х после ТО указаны в табл. 3.15. Далее образцы подвергали длительному воздействию температуры 600 °С и определяли значения ударной вязкости. Установлено (рис. 3.13), что, начиная с выдержки 50 ч, ударная вязкость стали 40Х возрастает, причем в случае нормализации исходное значение K U достигается после выдержки примерно 500 ч, а сталь 40Х, предварительно подвергнутая ТЦО, не только имеет значительно ббльшую ударную вязкость, но и быстрее (через 100 ч) восстанавливает исходную в случае охрупчивания.  [c.103]

Впервые цзученО влияние термоциклирования при борировании на механические свойства, в частности на ударную вязкость [32]. Проводили жидкостное безэлектролнзное борирование в ванне с расплавом следующих химических соединений 70 % [30 % (12 % NaF + 59 % КР-Н +29 % ЫР) +70 % N36407] +30 % В4С. ТЦО при борировании заключалась в повторяющихся нагревах до 890 °С и охлаждениях до 680 °С, длительность цикла 20 мин, число циклов 3, 5 и 10. Изотермическое борирование по классическому способу производили при 820 °С с длительностями, равными соответствующим термоциклическим процессам. Режим термоциклирования производили изменением температуры ванны путем своевременной перестановки датчика позиционного регулятора электронного потенциометра, осуществляющего включение (нагрев) и выключение (охлаждение) нагревателя. Одновременно с основными экспериментами по термоциклическому и изотермическому борирова-нию в отдельных тиглях проводили аналогичные режимы обработок контрольных образцов в нейтральных расплавах хлористых солей (холостые режимы). Все обработанные образцы из сталей 45 и У8 подвергали соответствующей закалке и низкому отпуску. Испытания показали, что термоциклирование при борировании повышает ударную вязкость исследованных сталей в 1,5—2,3 раза по сравнению с изотермическим борированием. Максимальное повышение ударной вязкости наблюдалось при пяти циклах. Отмечено также, что борирование при ТЦО снижает ударную вязкость по сравнению с чистым термоциклированием, т. е, без борировании, всего на 10—20 %.  [c.201]

Процесс взаимодействия расплавленного эмалевого покрытия с коррозионностойкими, легированными сталями, сплавами на основе никеля, титана, ниобия, хрома осложняется сильным влиянием продуктов взаимодействия на свойства покрытий. Имеют значение природа сплава, механизм его окисления и характер образующихся продуктов реакций, растворение в кристаллической решетке сплавов элементов внедрения, а также изменение состава и свойств покрытий в результате растворения в них продуктов реакций, протекающих на границе раздела фаз. Например, при нагреве до 1100° С заготовок из обычных углеродистых сталей в ванне расплавленного щелочного стекла, обеспечивается получение металла со светлой неокисленной поверхностью, тогда как обеспечить защиту этих сталей силикатными покрытиями идентичного с расплавами химического состава часто не удается. При высоких температурах многие составы силикатных покрытий защищают титан от образования окалины. Однако глубина газонасыщенного слоя титана может превышать 0,1—0,5 мм.  [c.126]

Если в процессе эксплуатации паропроводные трубы вследствие ползучести накопили остаточную деформацию более допустимой или произошло сильное изменение их структуры и свойств, то такие трубы заменяют или подвергают восстановительной термической обработке. В результате термической обработки устраняются те глубокие изменения структуры и свойств, которые обусловлены процессами ползучести и старения металла в эксплуатации. Оптимальный режим восстановительной термической обработки для сталей 20, 16М, 12МХ и 15ХМ — нормализация (нагрев до 950— 1010 °С, выдержка 30—45 мин) и самоотпуск (охлаждение под слоем асбеста). При нагреве под нормализацию и во время выдержки происходит полная перекристаллизация  [c.249]

Процесс термической обработки сталей состоит из трех последовательных стадий нагрева до требуемой температуры с определенной скоростью, выдержки при этой температуре в течение требуемого времени и охлаждения с заданной хкоростью. Изменением этих факторов получают различные свойства стали. Химико-термической обработкой изменяют химический состав, структуру и свойства поверхностных слоев стальных деталей.  [c.26]

Таким образом, материалы с пониженной теплопроводностью, какими являются высоколегированные стали, особенночувствительны к изменению параметров шлифования. Существуют определенные связи между последними и характером изменения свойств обрабатываемых материалов, причем величина теплового воздействия определяется не только значением температур, но и временем теплового воздействия, скоростью-нагрева и охлаждения, отчего зависит концентрация тепла в поверхностном слое и, как следствие, структурная неоднородность и отличие физико-механических свойств. Как отмечалось выше, при ленточном шлифовании характер теплового воздействия значительно более благоприятный, чем при шлифовании кругом. Силовое воздействие при ленточном шлифовании более-равномерное и умеренное, чем при шлифовании кругом. Отмеченные обстоятельства оказывают решающее влияние не только-на )формирование свойств поверхностных слоев металла, но также и на работоспособность и выносливость деталей в процессе эксплуатации. Таким образом, ленточное Шлифование-является одним из технологических методов повышения долговечности деталей .машин.  [c.68]



Сталь 3сп - Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества

Сталь 3СП

Данная марка стали 3сп имеет распространенную маркировку в виде СТ3СП. Она относится к разряду углеродистых конструкционных сталей, имеющих обыкновенное качество. В основе данного сплава находится феррит, но по причине того, что данный материал недостаточно прочен и пластичен, в чистом виде он применятся не может. Именно поэтому проводится процедура насыщения его углеродом. Помимо всего прочего, в состав сплава стали 3сп добавлены сера, мышьяк, фосфор, медь, хром, марганец, никель и кремний. Именно количество фосфора и серы в составе сплава определяют его пластичность и уровень прочности. Это дает возможность утверждать о том, что точный состав сплава, а также технология его производства целиком и полностью определяются требованиями, выдвигаемыми к физическим и химическим свойствам полученной в результате стали 3сп.

Свойства марки стали 3СП

Среди качественных показателей данной марки стали 3сп  стоит выделить стойкость к возникновению коррозийных процессов, а также возможность сваривания. Помимо всего прочего, она относится к разряду нефлокеночувствительных сталей, которые  не обладают отпускной хрупкостью.

Для улучшения определенных свойств металла без изменения его химического состава, часто используют термическую обработку, во время которой металл подвергается сильнейшему нагреву, а после чего некоторое время охлаждается в жидкой среде с поддержанием низких температур. Проведение подобной процедуры позволяет в разы продлить эксплуатационный срок готового изделия, изменить общую массу или его габариты. Во время термической обработки происходит изменение механических свойств сплава, который в горячей форме может принять любую заданную форму.

Типы термообработки стали 3сп

На данный момент выделяют три основные разновидности термообработки для сталей – отпуск, закалка и отжиг. Последний применяется в тех случаях, когда необходимо получить у сплава равномерную структуру или уменьшить пластичность. Закалка используется в большинстве своем для придания материалу неравновесной структуры и нетипичных характеристик. С помощью отпуска можно снизить внутреннее напряжение стали, которое возникло в процессе закалки, дополнив его при этом еще и полиморфным превращением. По завершению процесса отпуска происходит уникальная метаморфоза, ведь сплав получает максимально возможную для своего состава твердость и прочность, хотя и теряет не менее важное свойство пластичности. Общие свойства  и функции сплава напрямую зависят от его характеристик и приобретенной в процессе термической обработки структуры. Стоит выделить несколько основных характеристик сталей, которые определяют их сферу применения. Это пластичность, прочность и температурный режим плавления.

Процесс термической обработки наделяет сталь 3сп рядом качеств, которые позволяют использовать ее, как материал в основе несущих элементов множества конструкций. Помимо этого, данный сплав стали 3сп может быть использован при создании деталей, работа которых должна осуществляться исключительно при положительных температурах окружающей среды. Заметим также, что она используется в виде листового или фасонного проката с толщиной не более десяти миллиметров в качестве несущих элементов в конструкциях, созданных с помощью сваривания, которые могут функционировать в диапазоне температур: от -40 до +425 градусов Цельсия.

Химический состав стали 3сп

C Si Mn S P V Cr N Cu As Fe
0.58 - 0.67 0.22 - 0.45 0.5 - 0.9 до 0.02 до 0.03 0.08 - 0.15 0.08 - 0.15 до 0,008 до 0,3 до 0,08 ~97

 

Зарубежные аналоги маркм стали 3сп

США A284Gr.D, A57036, A573Gr.58, A611Gr.C, GradeC, K01804, K02001, K02301, K02502, K02601, K02701, K02702, M1017
Германия 1.0038, 1.0116, DC03, Fe360B, Fe360D1, RSt37-2, RSt37-3, S235J0, S235J2G3, S235JR, S235JRG2, St37-2, St37-3, St37-3G
Япония SS330, SS34, SS400
Франция E24-2, E24-2NE, E24-3, E24-4, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S235JRG2
Англия 1449-2723CR, 1449-3723CR, 3723HR, 40B, 40C, 40D, 4360-40B, 4360-40D, 4449-250, 722M24, Fe360BFU, Fe360D1FF, HFS3, HFS4, HFW3, HFW4, S235J2G3, S235JR, S235JRG2
Евросоюз Fe37-3FN, Fe37-3FU, Fe37B1FN, Fe37B1FU, Fe37B3FN, Fe37B3FU, S235, S235J0, S235J2G3, S235JR, S235JRG2
Италия Fe360B, Fe360BFN, Fe360C, Fe360CFN, Fe360D, Fe360DFF, Fe37-2, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S235JRG2
Бельгия FE360BFN, FE360BFU, FED1FF
Испания AE235BFN, AE235BFU, AE235D, Fe360BFN, Fe360BFU, Fe360D1FF, S235J2G3, S235JRG2
Китай Q235, Q235A, Q235A-B, Q235A-Z, Q235B, Q235B-Z, Q235C
Швеция 1312, 1313
Болгария BSt3ps, BSt3sp, Ew-08AA, S235J2G3, S235JRG2, WSt3ps, WSt3sp
Венгрия Fe235BFN, Fe235D, S235J2G3, S235JRG2
Польша St3S, St3SX, St3V, St3W
Румыния OL37.1, OL37.2, OL37.4
Чехия 11375, 11378
Финляндия FORM300H, RACOLD03F, RACOLD215S
Австрия RSt360B

 

Механические свойства стали 3сп

t испытания,°C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Горячекатаная заготовка размерами 140Х120 мм
20  220  445  33  59  154 
300  205        199 
500  180  285  34  80  119 
Лист и фасонный прокат в горячекатаном состоянии толщиной до 30 мм
20  205-340  420-520  28-37  56-68   
200  215-285         
300  205-265         
400  155-255  275-490  34-43  60-73   
500  125-175  215-390  36-43  60-73   
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм кованый и нормализованный. Скорость деформации 16 мм/мин, скорость деформации 0,009 1/с
700  73  100  57  96   
800  51  63  95  95   
900  38  65  84  100   
1000  25  43  79  100   
1100  19  31  80  100   
1200  14  25  84  100   

 

Технологические свойства стали 3сп

Температура ковки Начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость Сваривается без ограничений; способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС, КТС. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием В горячекатаном состоянии при НВ 124 σB = 400МПа, Kυ тв.спл. = 1,8 и Kυ б.ст. = 1,6
Склонность к отпускной способности Не склонна
Флокеночувствительность Не чувствительна

37. Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

37. Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

Отпуском называется операция нагрева закаленной стали для уменьшения остаточных напряжений и придания комплекса механических свойств, которые необходимы для долголетней эксплуатации изделия. Отпуск производится путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической. При этом в зависимости от температуры нагрева могут быть получены состояния мартенсита, троостита или сорбита отпуска. Эти состояния отличаются от состояний закалки по структуре и свойствам: при закалке цементит (в троостите и сорбите) получается в форме удлиненных пластинок, как в пластинчатом перлите. А при отпуске он получается зернистым или точечным, как в зернистом перлите.

При отпуске закаленной на мартенсит стали в ней происходят превращения, которые приводят к распаду мартенсита и образованию равновесного структурно-фазового состава. Интенсивность и результат этих превращений зависят от температуры отпуска. Температуру отпуска выбирают в зависимости от функционального эксплуатационного назначения изделия.

В процессе многолетней эксплуатационно-производственной практики сложились три основные группы изделий, требующие для их успешной эксплуатации «своих» специфических комплексов вязкостно-прочностных свойств.

Первая группа: режущие измерительные инструменты и штампы для холодной штамповки. От их материала требуются высокая твердость и небольшой запас вязкости. Вторую группу составляют пружины и рессоры, от материала которых требуется сочетание высокого предела упругости с удовлетворительной вязкостью. Третья группа включает большинство деталей машин, испытывающих статические и особенно динамические или циклические нагрузки. При длительной эксплуатации изделий от их материала требуется сочетание удовлетворительных прочностных свойств с максимальными показателями вязкости.

В зависимости от температуры нагрева существует три вида отпуска: низкотемпературный (низкий), среднетемпературный (средний) и высокотемпературный (высокий). Преимуществом точечной структуры является более благоприятное сочетание прочности и пластичности.

При низком отпуске (нагрев до температуры 200–300°) в структуре стали в основном остается мартенсит, кроме того, начинается выделение карбидов железа из твердого раствора углерода в б-железе и начальное скопление их небольшими группами. Это влечет за собой некоторое уменьшение твердости и увеличение пластических и вязких свойств стали, а также уменьшение внутренних напряжений в деталях.

Для низкого отпуска детали выдерживают в течение определенного времени обычно в масляных или соляных ваннах. Низкий отпуск применяется для режущего, измерительного инструмента и зубчатых колес. При среднем37б и высоком отпуске сталь из состояния мартенсита переходит в состояние троостита или сорбита. Чем выше отпуск, тем меньше твердость отпущенной стали и тем больше ее пластичность и вязкость. При высоком отпуске сталь получает сочетание механических свойств, повышение прочности, пластичность и вязкость, поэтому высокий отпуск стали после закалки ее на мартенсит называют кузнечным штампом, пружин, рессор, а высокий – для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений.

Для некоторых марок стали отпуск производят после нормализации. Этот относится к мелкозернистой легированной доэвтектоидной стали (особенно никелевой), имеющей высокую вязкость и поэтому плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для улучшения обрабатываемости производят нормализацию стали при повышенной температуре (до 950–970°), в результате чего она приобретает крупную структуру (определяющую лучшую обрабатываемость) и одновременно повышенную твердость (ввиду малой критической скорости закалки никелевой стали). С целью уменьшения твердости производят высокий отпуск этой стали.

Цель отпуска – не просто устранить внутренние напряжения в закаленной стали. При низком отпуске мартенсит частично освобождается от пересыщающих его решетку атомов углерода, основу мартенсита отпуска составляет пересыщенный твердый раствор углерода.

Среднетемпературный (средний) отпуск производится при температуре от 350 до 450 °C. При таком нагреве завершается распад мартенсита, приводящий к образованию нормальных по составу и внутреннему строению феррита и цементита. Вследствие недостаточной интенсивности диффузионных процессов размер зерен образующихся фаз оказывается очень малым.

Высокотемпературный (высокий) отпуск осуществляется при 500–650 °C. При таких условиях нагрева при усилившихся диффузионных процессах происходит образование более крупных зерен феррита и цементита, сопровождающееся снижением плотности дислокаций и полным устранением остаточных напряжений.

Получающийся при высоком отпуске продукт распада мартенсита, называемый сорбитом отпуска, обладает максимальной для стали вязкостью.

Такой комплекс является идеальным для деталей машин, подвергающихся динамическим нагрузкам. Благодаря этому преимуществу термическую обработку, сочетающую закалку и высокий отпуск, издавна называют улучшением.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Отпуск закалённой стали

Отпуск закаленных углеродистых сталей

Образующийся при закалке стали мартенсит, представляет собой неустойчивую структуру, характеризующуюся высокой твёрдостью, хрупкостью и высоким уровнем внутренних напряжений. По этой причине закалённую сталь обязательно подвергать отпуску.

Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закалённой стали до температур, не превышающих точку Аc1 (т.е. не выше линии PSK), выдержке и последующем охлаждении чаще всего на воздухе. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск частично или полностью устраняет внутренние напряжения, возникшие при закалке.

Окончательные свойства стали в большей степени зависят от температуры отпуска. Различают три вида отпуска стали в зависимости от температуры нагрева.

Низкий (низкотемпературный отпуск) проводят при температурах не выше 250...300°С. При таких температурах происходит частичное обезуглероживание мартенсита и выделение из него некоторого количества избыточного углерода в виде частиц е - карбида железа. Образующаяся структура, состоящая из частичного обезуглероженного мартенсита и е-карбидов, называется отпущенным мартенситом. Выход некоторого количества углерода из решетки мартенсита способствует уменьшению её искажения и снижению внутренних напряжений. При таком отпуске несколько повышается прочность и вязкость без заметного снижения твёрдости. В целом изменение свойств при низком отпуске незначительно. Так закалённая сталь с содержанием углерода 0,5... 1,3 % после низкого отпуска сохраняет твёрдость в пределах 58...63 HRC, а следовательно, обладает высокой износостойкостью. Однако такая сталь не выдерживает значительных динамических нагрузок.

Низкому отпуску подвергают режущий и мерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, работающий без значительного разогрева рабочей части, а такие детали, прошедшие поверхностную закалку или цементацию. Цель такого отпуска - некоторое снижение внутренних напряжений.


Средний (средне-температурный) отпуск выполняют при температурах 350...500°С и применяют преимущественно для рессор, пружин, некоторых видов штампов. При таких температурах происходит дальнейшее обезуглероживание мартенсита, приводящее к его превращению в обычный а-раствор,т.е. в феррит. Одновременно происходит карбидное превращение по схеме; Fe2C  Fе3С,
В результате образуется феррито-цементитная смесь, называемая троститом отпуска. Наблюдается снижение твёрдости до величины 40...50 HRC, а также снижение внутренних напряжений.

Такой отпуск обеспечивает высокий предел упругости и предел выносливости, что позволяет применять его для различных упругих элементов.

Высокий(высокотемпературный) отпуск проводят при 500...600°С. Структурные изменения при таких температурах заключаются в укрупнении (коагуляции) частиц цементита. В результате этого образуется феррито-цементитная смесь, называемая сорбитом отпуска. Также, как и
тростит отпуска, эта структура характеризуется зернистым строением в отличии от пластинчатых структур тростита и сорбита закалки. Твёрдость стали после высокого отпуска снижается до 25,,,35 HRC, Однако уровень прочности при этом ещё достаточно высок , В то же время обеспечивается повышенная пластичность и особенно ударная вязкость, практически полностью снимаются внутренние напряжения,, возникшие при закалке.

Таким образом, высокий отпуск на сорбит обеспечивает наилучший комплекс механических свойств, позволяющий применять его для деталей, работающих в условиях динамических нагрузок. Такой же отпуск рекомендуется для деталей машин из легированных сталей, работающих при повышенных температурах.

Термическую обработку, состоящую из закалки на мартенсит и последующего высокого отпуска на сорбит, называют термическим улучшением. Вообще термическому улучшению подвергают детали из среднеуглеродистых (0,3...0,5%С) конструкционных сталей, к которым предъявляют высокие требования по пределу текучести, пределу выносливости и ударной вязкости. Однако износостойкость улучшенной стали вследствие её" пониженной твёрдости невысока.

Скорость охлаждения после отпуска оказывает большое влияние на величину остаточных напряжений. Чем медленнее охлаждение, тем меньше остаточные напряжения. Так охлаждение на воздухе даёт напряжения в 7 раз меньше, а охлаждение в масле в 2,5 раза меньше по сравнению с охлаждением в воде. По этой причине изделия сложной формы во избежание их деформации после отпуска следует охлаждать медленно (на воздухе), а детали из некоторых легированных сталей, склонных к отпускной хрупкости, рекомендуется охлаждать в масле (иногда даже в воде).

Легирующие элементы, входящие в состав легированных сталей, особенно такие, как Мо5 W, Cr, Ti, V и Si, сильно тормозят диффузионные процессы, происходящие при отпуске закалённой стали. Поэтому после отпуска при одинаковой температуре легированная сталь сохраняет более высокую твёрдость и прочность. Это делает легированные стали более теплостойкими, способными работать при повышенных температурах.

Также по теме:

Применение легированных сталей. Структура и свойства легированных сталей, область их применения.

Дюраль. Состав диралюминов, свойства, применение, термообработка.

Сварка конструкционных низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Сварка конструкционных низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Электроды для сварки  низкоуглеродистых и низколегированных сталей  -  АНО-4, МР-3, МР-3С синие, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 вы можете заказать позвонив по телефонам (495) 799-59-85, 967-13-04

Состав и свойства сталей:

Углерод является основным легирующим элементом в углеродистых конструкционных сталях и определяет механические свойства сталей этой группы. Повышение его содержания усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равнопрочного сварного соединения без дефектов. Стали с содержанием углерода до 0,25% относятся к низкоуглеродистым. По качественному признаку углеродистые стали разделяют на две группы: обыкновенного качества и качественные. По степени раскисления стали обыкновенного качества обозначают: кипящую — кп, полуспокойную — пс и спокойную — сп. Кипящая сталь, содержащая не более 0,07% Si, получается при неполном раскислении металла марганцем. Сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах. Спокойные стали получаются при раскислении марганцем, алюминием и кремнием и содержат не менее 0,12% Si; сера и фосфор распределены в них более равномерно, чем в кипящих сталях. Эти стали менее склонны к старению и отличаются меньшей реакцией на сварочный нагрев. Полуспокойная сталь по склонности к старению занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью. Сталь обыкновенного качества поставляют без термической обработки в горячекатаном состоянии. Изготовленные из нее конструкции также не подвергают последующей термической обработке.

Сталь углеродистую обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380—71 подразделяют на три группы. Сталь группы А поставляют по механическим свойствам и для производства сварных конструкций не используют (группу А в обозначении стали не указывают; например, СтЗ. Сталь группы Б поставляют по химическому составу, а группы В по химическому составу и механическим свойствам. Перед обозначением марки этих сталей указывают их группу, например, БСтЗ, ВСтЗ. Полуспокойную сталь марок 3 и 5 производят с обычным и повышенным содержанием марганца (после номера марки ставят букву Г). Стали ВСт1, ВСт2, ВСтЗ всех степеней раскисления и сталь ВСтЗГпс, а также стали БСт1, БСт2, БСтЗ всех степеней раскисления и сталь БСтЗГпс поставляются с гарантией свариваемости. Для ответственных конструкций используют сталь группы В.

Углеродистую качественную сталь с нормальным (марки 10, 15 и 20) и повышенным (марки 15Г и 20Г) содержанием марганца поставляют в соответствии с ГОСТ 1050—74 и ГОСТ 4543—71. Она содержит пониженное количество серы. Стали этой группы для изготовления конструкций применяют в горячекатаном состоянии и в меньшем объеме после нормализации или закалки с отпуском (термоупрочнение). Механические свойства этих сталей зависят от термической обработки. Сварные конструкции, изготовленные из этих сталей, для повышения прочностных свойств можно подвергать последующей термической обработке.

Стали, содержащие специально введенные элементы, которые отсутствуют в углеродистых сталях, называют легированными. Марганец считают легирующим компонентом при содержании его в стали более 0,7% по нижнему пределу, а кремний — при содержании свыше 0,4%. Поэтому углеродистые стали марок ВСт3Гпс, ВСт3Гпс, 15Г и 20Г с повышенным содержанием марганца по свариваемости следует отнести к низколегированным конструкционным сталям. Легирующие элементы, вводимые в сталь, образуя с железом, углеродом и другими элементами твердые растворы и химические соединения, изменяют ее свойства. Это повышает механические свойства стали и, в частности, снижает порог хладноломкости. В результате появляется возможность снизить массу конструкций.

В промышленности при производстве сварных конструкций широко используют низкоуглеродистые низколегированные стали. Суммарное содержание легирующих элементов в этих сталях не превышает 4,0% (не считая углерода), а углерода 0,25%.

В зависимости от вводимых в сталь легирующих элементов низколегированные стали разделяют на марганцовистые, кремнемарганцовистые, хромокремненикелемедистые и т. д. Наличие марганца в сталях повышает ударную вязкость и хладноломкость, обеспечивая удовлетворительную свариваемость. По сравнению с другими низколегированными сталями марганцовистые стали позволяют получать сварные соединения более высокой прочности при знакопеременных и ударных нагрузках. Введение в низколегированные стали небольшого количества меди (0,3—0,4%) повышает стойкость стали против коррозии (атмосферной и в морской воде). Для изготовления сварных конструкций низколегированные стали используют в горячекатаном состоянии. Термическая обработка улучшает механические свойства стали, которые, однако, зависят от толщины проката. Особенно важно, что при этом может быть достигнуто значительное снижение температуры порога хладноломкости. Поэтому некоторые марки низколегированных сталей для производства сварных конструкций используют после упрочняющей термической обработки.

Общие сведения о свариваемости:

Рассматриваемые стали обладают хорошей свариваемостью. Технология их сварки должна обеспечивать определенный комплекс требований, основными из которых являются равнопрочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Для этого механические свойства металла шва и околошовной зоны должны быть не ниже нижнего предела механических свойств основного металла. В некоторых случаях конкретные условия работы конструкций допускают снижение отдельных показателей механических свойств сварного соединения. Однако в большинстве случаев, особенно при сварке ответственных конструкций, швы не должны иметь трещин, непроваров, пор, подрезов. Геометрические размеры и форма швов должны соответствовать требуемым. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние. В отдельных случаях к сварному соединению предъявляют дополнительные требования. Однако во всех случаях технология должна обеспечивать максимальную производительность и экономичность процесса сварки при требуемой надежности и долговечности конструкции.

Механические свойства металла шва и сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки и предыдущей и последующей термической обработкой. Химический состав металла шва зависит от доли участия основного и электродного металлов в образовании шва и взаимодействий между металлом и шлаком и газовой фазой. При сварке рассматриваемых сталей состав металла шва незначительно отличается от состава основного металла. В металле шва меньше углерода для предупреждения образования структур закалочного характера при повышенных скоростях охлаждения. Возможное снижение прочности металла шва, вызванное уменьшением содержания углерода, компенсируется легированием металла через проволоку, покрытие или флюс марганцем и кремнием. При сварке низколегированных сталей необходимое количество легирующих элементов в металле шва обеспечивается также и путем их перехода из основного металла.

Повышенные скорости охлаждения металла шва способствуют увеличению его прочности, однако при этом снижаются пластические свойства и ударная вязкость. Это объясняется изменением количества и строения перлитной фазы. Скорость охлаждения металла шва определяется толщиной свариваемого металла, конструкцией сварного соединения, режимом сварки и начальной температурой изделия. Влияние скорости охлаждения в наибольшей степени проявляется при дуговой сварке однослойных угловых швов и последнего слоя многослойных угловых и стыковых швов при наложении их на холодные, предварительно сваренные швы. Металл многослойных швов, кроме последних слоев, подвергающийся действию повторного термического цикла сварки, имеет более благоприятную мелкозернистую структуру. Поэтому он обладает более низкой критической температурой перехода в хрупкое состояние. Пластическая деформация, возникающая в металле шва под действием сварочных напряжений, также повышает предел текучести металла шва. Свойства сварного соединения зависят не только от свойств металла шва, но и от свойств основного металла в околошовной зоне. Структура, а значит и свойства основного металла в околошовной зоне, зависят от его химического состава и изменяются в зависимости от термического цикла сварки. На рисунке 1 слева схематически показаны кривая распределения температур по поверхности сварного соединения в один из моментов, когда металл шва находится в расплавленном состоянии, и структурные участки зоны термического влияния на низкоуглеродистых и низколегированных сталях при дуговой сварке.

 

Рисунок 1. Схема строения зоны термического влияния сварного шва при дуговой сварке

При сварке низкоуглеродистых сталей на участке неполного расплавления металл нагревается в интервале температур между линиями солидуса и ликвидуса, что приводит к частичному расплавлению (оплавлению) зерен металла. Пространство между нерасплавившимися зернами заполняется жидкими прослойками расплавленного металла, который может содержать элементы, вводимые в металл сварочной ванны. Это может привести к тому, что состав металла на этом участке будет отличаться от состава основного металла, а из-за нерасплавившихся зерен основного металла — и от состава наплавляемого металла. Увеличению химической неоднородности металла на этом участке способствует и слоистая ликвация, а также диффузия элементов, которая может происходить как из основного нерасплавившегося металла в жидкий металл, так и наоборот. По существу этот участок и является местом сварки. Несмотря на его небольшую протяженность, свойства металла в нем могут влиять на свойства всего сварного соединения.

На участке перегрева в результате нагрева в интервале температур от 1100— 1150 0С до температур линии солидуса металл полностью переходит в состояние аустенита. При этом происходит рост зерна, размеры которого увеличиваются тем более, чем выше нагрет металл выше температуры точки АС3. Даже непродолжительное пребывание металла при температурах свыше 1100 0С приводит к значительному увеличению размера зерен. После охлаждения это может привести к образованию неблагоприятной видманштеттовой структуры. На участке нормализации (полной перекристаллизации) металл нагревается незначительно выше температур точки АС3, и поэтому он имеет мелкозернистую структуру с высокими механическими свойствами. На участке неполной перекристаллизации металл нагревается до температур между точками АС1 и АС3, поэтому этот участок характеризуется почти неизменившимися первоначальными ферритными и перлитными зернами и более мелкими зернами феррита и перлита после перекристаллизации, а также сфероидизацией перлитных участков.

На участке рекристаллизации металл нагревается в интервале температур от 500—550 0С до температуры точки АС1, и поэтому по структуре он незначительно отличается от основного. Если до сварки металл подвергается пластической деформации, то при нагреве в нем происходит сращивание раздробленных зерен основного металла — рекристаллизация. При значительной выдержке при этих температурах может произойти значительный рост зерен. Механические свойства металла этого участка могут несколько снизиться вследствие разупрочнения из-за снятия наклепа.

При нагреве металла в интервале температур от 100 до 500 0С (участок синеломкости) его структура в процессе сварки не претерпевает видимых изменений. Однако металл на этом участке может обладать пониженной пластичностью и несколько повышенной прочностью. У некоторых сталей, содержащих повышенное количество кислорода и азота (обычно кипящих), металл на этом участке имеет резко сниженную ударную вязкость и сопротивляемость разрушению.

При многослойной сварке, ввиду многократного воздействия термического цикла сварки на основной металл в околошовной зоне, строение и структура зоны термического влияния несколько изменяются. При сварке длинными участками после каждого последующего прохода предыдущий шов подвергается своеобразному отпуску. При сварке короткими участками шов и околошовная зона длительное время находятся в нагретом состоянии. Кроме изменения структур, это увеличивает и протяженность зоны термического влияние. Наличие в низколегированных сталях легирующих элементов (которые растворяются в феррите и измельчают перлитную составляющую) тормозит при охлаждении процесс распада аустенита и действует равносильно некоторому увеличению скорости охлаждения. Поэтому при сварке в зоне термического влияния на участках где металл нагревается выше температур точки АС1, (при повышенных скоростях охлаждения), могут образовываться закалочные структуры. При этом металл нагревающийся до температур значительно выше температуры точки АС3, будет иметь более грубозернистую структуру. При сварке термических упрочненных сталей на участках рекристаллизации и синеломкости может произойти отпуск металла, характеризующийся структурой сорбита отпуска, с понижением его прочностных свойств. Технология изготовления сварных конструкций из низколегированных сталей должна предусматривать минимальную возможность появления в зоне термического влияния закалочных структур, способных привести к холодным трещинам, особенно при сварке металла больших толщин. При сварке термически упрочненных сталей следует принять меры, предупреждающие разупрочнение стали на участке отпуска.

При электрошлаковой сварке структура металла швов может характеризоваться наличием зоны 1 крупных столбчатых кристаллов (рисунок 2,а), которые растут в направлении, обратном отводу тепла, зоны 2 тонких столбчатых кристаллов, характеризуемой меньшей величиной зерна и несколько большим их отклонением в сторону теплового центра, и зоны 3 равноосных кристаллов, располагающейся посередине шва. Строение швов зависит от способа электрошлаковой сварки, химического состава металла шва и режима сварки. Повышение содержания в шве углерода и марганца увеличивает, а уменьшение интенсивности теплоотвода, наоборот, уменьшает ширину зоны.

 

 

Рисунок 2. Схема строения структур металла шва при электрошлаковой сварке

При сварке проволочными электродами могут быть только первые две зоны (рисунок 2,б) или какая-либо одна из них. Металл швов, имеющих структуру зоны 2, имеет пониженную стойкость против кристаллизационных трещин. Медленное охлаждение швов при электрошлаковой сварке в интервале температур фазовых превращений способствует тому, что их структура характеризуется грубым ферритно-перлитным строением с утолщенной оторочкой феррита по границам кристаллов. Термический цикл околошовной зоны при электрошлаковой сварке характеризуется ее длительным нагревом и выдержкой при температурах перегрева и медленным охлаждением. Поэтому в ней могут образовываться грубые видманштеттовы структуры, которые по мере удаления от линии сплавления сменяются нормализованной мелкозернистой структурой. В зоне перегрева может наблюдаться падение ударной вязкости, что устраняется последующей термической обработкой (нормализация с отпуском). Термический цикл электрошлаковой сварки, способствуя распаду аустенита в области перлитного и промежуточного превращений, благоприятен при сварке низколегированных сталей, так как способствует подавлению образования закалочных структур.

Основным фактором, определяющим после окончания сварки конечную структуру металла в отдельных участках зоны термического влияния, является термический цикл, которому подвергался металл в этом участке при сварке. Решающими факторами термического цикла сварки являются максимальная температура, достигаемая металлом в рассматриваемом объекте, и скорость его охлаждения. Ширина и конечная структура различных участков зоны термического влияния определяется способом и режимом сварки, составом и толщиной основного металла.

Рассмотренное выше разделение зоны термического влияния является приближенным. Переход от одного структурного участка к другому сопровождается промежуточными структурами. Кроме того, диаграмму железо — углерод мы рассматривали статично, в какой-то момент существования сварочной ванны. В действительности температура в точках зоны термического влияния изменяется во времени в соответствии с термическим циклом сварки.

Обеспечение равнопрочности сварного соединения при дуговой сварке низкоуглеродистых и низколегированных нетермоупрочненных сталей обычно не вызывает затруднений. Механические свойства металла околошовной зоны зависят от конкретных условий сварки и от вида термической обработки стали до сварки. При сварке низкоуглеродистых горячекатаных (в состоянии поставки) сталей при толщине металла до 15 мм на обычных режимах, обеспечивающих небольшие скорости охлаждения, структуры металла шва и околошовной зоны примерно такие, какие были рассмотрены выше. Повышение скоростей охлаждения при сварке на форсированных режимах металла повышенной толщины, а также однопроходных угловых швов при отрицательных температурах и т. д. может привести к появлению в металле шва и на участках перегрева полной и неполной рекристаллизации в околошовной зоне закалочных структур. Повышение содержания в стали марганца увеличивает эту вероятность. При этих условиях даже при сварке горячекатаной низкоуглеродистой стали марки ВСтЗ не исключена возможность получения в сварном соединении закалочных структур. Если эта сталь перед сваркой прошла термическое упрочнение — закалку, то в зоне термического влияния шва на участках рекристаллизации и синеломкости будет наблюдаться отпуск металла, т. е. снижение его прочностных свойств. Изменение этих свойств зависит от погонной энергии, типа сварного соединения и условий сварки.

Изменение свойств металла шва и околошовной зоны при сварке низколегированных сталей проявляется более значительно. Сварка горячекатаной стали способствует появлению закалочных структур на участках перегрева и нормализации. Механические свойства металла изменяются больше, чем при сварке низкоуглеродистых сталей. Термическая обработка низколегированных сталей — чаще всего закалка (термоупрочнение) с целью повышения их прочности при сохранении высокой пластичности, усложняет технологию их сварки. На участках рекристаллизации и синеломкости происходит разупрочнение стали под действием высокого отпуска с образованием структур преимущественно троостита или сорбита отпуска. Это разупрочнение тем больше, чем выше прочность основного металла в результате закалки. В этих процессах решающее значение имеет скорость охлаждения металла шва и в первую очередь погонная энергия при сварке. Повышение погонной энергии сварки сопровождается снижением твердости и расширением разупрочненной зоны. Околошовная зона, где наиболее резко выражены явления перегрева и закалки, служит вероятным местом образования холодных трещин при сварке низколегированных сталей.

Таким образом, получение при сварке низколегированных сталей, особенно термоупрочненных, равнопрочного сварного соединения вызывает некоторые трудности и поэтому требует применения определенных технологических приемов (сварка короткими участками нетермоупрочненных сталей и длинными участками термоупрочненных и др.). Протяженность участков зоны термического влияния, где произошло изменение свойств основного металла под действием термического цикла сварки (разупрочнение или закалка), зависит от способа и режима сварки, состава и толщины металла, конструкции сварного соединения и др.

В процессе изготовления конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей на заготовительных операциях и при сварке в зонах, удаленных от высокотемпературной области, возникает холодная пластическая деформация. Попадая при наложении последующих швов под сварочный нагрев до температур около 300 0С, эти зоны становятся участками деформационного старения, приводящего к снижению пластических и повышению прочностных свойств металла и возможному возникновению холодных трещин, особенно при низких температурах или в местах концентрации напряжений. Высокий отпуск при 600— 650 0С в этих случаях является эффективным средством восстановления свойств металла. Высокий отпуск применяют и для снятия сварочных напряжений. Нормализации подвергают сварные конструкции для улучшения структуры отдельных участков сварного соединения и выравнивания их свойств. Термическая обработка, кроме закалки сварных соединений в тех участках соединения, которые охлаждались с повышенными скоростями, приведшими к образованию в них неравновесных структур закалочного характера (угловые однослойные швы, последние проходы, выполненные на полностью остывших предыдущих), снижает прочностные и повышает пластические свойства металла в этих участках. При сварке короткими участками по горячим, предварительно наложенным швам замедленная скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны способствует получению равновесных структур. Влияние термической обработки в этом случае сказывается незначительно. При электрошлаковой сварке последующая термическая обработка мало изменяет механические свойства металла рассматриваемых зон. Однако нормализация приводит к резкому возрастанию ударной вязкости.

Швы, сваренные на низкоуглеродистых сталях всеми способами сварки, обладают удовлетворительной стойкостью против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено низким содержанием в них углерода. Однако при сварке на низкоуглеродистых сталях, содержащих углерод по верхнему пределу (свыше 0,20%), угловых швов и первого корневого шва в многослойных швах, особенно с повышенным зазором, возможно образование в металле шва кристаллизационных трещин, что связано в основном с неблагоприятной формой провара (узкой, глубокой). Легирующие добавки в низколегированных сталях могут повышать вероятность образования кристаллизационных трещин. Все низкоуглеродистые и низколегированные стали хорошо свариваются всеми способами сварки плавлением. Обычно не имеется затруднений, связанных с возможностью образования холодных трещин, вызванных образованием в шве или околошовной зоне закалочных структур. Однако в сталях, содержащих углерод по верхнему пределу и повышенное содержание марганца и хрома, вероятность образования холодных трещин в указанных зонах повышается, особенно с ростом скорости охлаждения (повышение толщины металла, сварка при отрицательных температурах, сварка швами малого сечения и др.). В этих условиях предупреждение трещин достигается предварительным подогревом до 120—200 0С. Предварительная и последующая термическая обработка сталей, использующихся в ответственных конструкциях, служит для этой цели, а также позволяет получить необходимые механические свойства сварных соединений (высокую прочность или пластичность, или их необходимое сочетание).

Подготовку кромок и сборку соединения под сварку производят в зависимости от толщины металла, типа соединения и способа сварки согласно соответствующим ГОСТам или техническим условиям. Свариваемые детали для фиксации положения кромок относительно друг друга и выдерживания необходимых зазоров перед сваркой собирают в универсальных или специальных сборочных приспособлениях или с помощью прихваток. Длина прихватки зависит от толщины металла и изменяется в пределах 20—120 мм при расстоянии между ними 500— 800 мм. Сечение прихваток равно примерно 1/3 сечения шва, но не более 25—30 мм2. Прихватки выполняют покрытыми электродами или на полуавтоматах в углекислом газе. При сварке прихватки следует переплавлять полностью, так как в них могут образовываться трещины из-за высокой скорости теплоотвода. Перед сваркой прихватки тщательно зачищают и осматривают. При наличии в прихватке трещины ее вырубают или удаляют другим способом. При электрошлаковой сварке детали, как правило, устанавливают с зазором, расширяющимся к концу шва. Фиксацию взаимного положения деталей производят скобами, установленными на расстоянии 500—1000 мм друг от друга, удаляемыми по мере наложения шва. При автоматических способах дуговой и электрошлаковой сварки в начале и конце шва устанавливают заходные и выходные планки.

Сварка стыковых швов вручную или полуавтоматами в защитных газах и порошковыми проволоками выполняется на весу. При автоматической сварке требуются приемы, обеспечивающие предупреждение прожогов и качественный провар корня шва. Это достигается применением остающихся или съемных подкладок, ручной или полуавтоматической в среде защитных газов подварки корня шва, флюсовой подушки и других приемов. Для предупреждения образования в швах пор, трещин, непроваров и других дефектов свариваемые кромки перед сваркой тщательно зачищают от шлака, оставшегося после термической резки, ржавчины, масла и других загрязнений. Дуговую сварку ответственных конструкций лучше производить с двух сторон. Выбор способа заполнения разделки при многослойной сварке зависит от толщины металла и термической обработки стали перед сваркой. При появлении в швах дефектов (пор, трещин, непроваров, подрезов и т. д.) металл в месте дефекта удаляют механическим путем или воздушно-дуговой или плазменной резкой и после зачистки подваривают. При сварке низколегированных сталей от выбора техники и режима сварки (при изменении формы провара и доли участия основного металла в формировании шва) зависят состав и свойства металла шва.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

 

Электроды выбирают в зависимости от назначения конструкций и типа стали , а режим сварки — в зависимости от толщины металла, типа сварного соединения и пространственного положения сварки.

Сварку низкоуглеродистых сталей производят электродами: АНО-4, МР-3, МР-3С синие, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55.

Вы можете заказать сварочные элетроды позвонив по телефонам (495) 799-59-85, 967-13-04

 

Рекомендуемые для электрода данной марки значения сварочного тока, его род и полярность выбирают согласно паспорту электрода, в котором приводят его сварочно-технологические свойства, типичный химический состав шва и механические свойства. При сварке рассматриваемых сталей обеспечиваются высокие механические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур.

Техника заполнения швов и определяемый ею термический цикл сварки зависят от предварительной термической обработки стали. Сварка толстого металла каскадом и горкой, замедляя скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны, предупреждает образование в них закалочных структур. Это же достигается при предварительном подогреве до 150—200 0С. Поэтому эти способы дают благоприятные результаты на нетермоупрочненных сталях. При сварке термоупрочненных сталей для уменьшения разупрочнения стали в околошовной зоне рекомендуется сварка длинными швами по охлажденным предыдущим швам. Следует выбирать режимы сварки с малой погонной энергией. При этом достигается и уменьшение протяженности зоны разупрочненного металла в околошовной зоне. При исправлении дефектов в сварных швах на низколегированных и низкоуглеродистых сталях повышенной толщины швами малого сечения вследствие значительной скорости остывания металл подварочного шва и его околошовная зона обладают пониженными пластическими свойствами. Поэтому подварку дефектных участков следует производить швами нормального сечения длиной не менее 100 мм или предварительно подогревать их до 150—200 0С.

Сварка под флюсом:

Автоматическую сварку выполняют электродной проволокой диаметром 3—5 мм, полуавтоматическую — диаметром 1,2—2 мм. Равнопрочность соединения достигается подбором флюсов и сварочных проволок и выбором режимов и техники сварки. При сварке низкоуглеродистых сталей в большинстве случаев применяют флюсы АН-348-А и ОСЦ-45 и низкоуглеродистые электродные проволоки Св-08 и Св-08А. При сварке ответственных конструкций, а также ржавого металла рекомендуется использовать электродную проволоку Св-08ГА. Использование указанных материалов позволяет получить металл шва с механическими свойствами, равными или превышающими механические свойства основного металла. При сварке низколегированных сталей используют те же флюсы и электродные проволоки Св-08ГА, Св-ЮГА, Св-10Г2 и др. Легирование металла шва марганцем из проволок и кремнием при проваре основного металла, при подборе соответствующего термического цикла (погонной энергии) позволяет получить металл шва с требуемыми механическими свойствами. Использованием указанных материалов достигается высокая стойкость металла швов против образования пор и кристаллизационных трещин. При сварке без разделки кромок увеличение доли основного металла в металле шва и поэтому некоторое повышение в нем углерода может повысить прочностные свойства и понизить пластические свойства металла шва.

Режимы сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей различаются незначительно и зависят от конструкции соединения, типа шва и техники сварки. Свойства металла околошовной зоны зависят от термического цикла сварки. При сварке угловых однослойных швов и стыковых и угловых швов на толстой стали типа ВСтЗ на режимах с малой погонной энергией в околошовной зоне возможно образование закалочных структур с пониженной пластичностью.

Предупреждение: этого достигается увеличением сечения швов или применением двухдуговой сварки.

При сварке низколегированных термоупрочненных для предупреждения разупрочнения шва в зоне термического влияния следует использовать режимы с малой погонной энергией, а при сварке не термоупрочненных сталей — режимы с повышенной погонной энергией. Для обеспечения пластических свойств металла шва и околошовной зоны на уровне свойств основного металла во втором случае следует выбирать режимы, обеспечивающие получение швов повышенного сечения, применять двухдуговую сварку или производить предварительный подогрев металла до 150—200 0С.

Сварка в защитных газах

При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны используют углекислый газ. В качестве защитных находят применение и смеси углекислого газа с аргоном или кислородом до 30%. Аргон и гелий в качестве защитных газов применяют только при сварке конструкций ответственного назначения. Сварку в углекислом газе выполняют плавящимся электродом. В некоторых случаях для сварки используют неплавящийся угольный или графитовый электрод.

Этот способ применяют при сварке бортовых соединений из низкоуглеродистых сталей толщиной 0,3—2,0 мм (например, канистр, корпусов конденсаторов и т. д.). Так как сварку выполняют без присадки, содержание кремния и марганца в металле шва невелико. В результате прочность соединения составляет 50—70% прочности основного металла.

При автоматической и полуавтоматической сварке плавящимся электродом швов, расположенных в различных пространственных положениях, используют электродную проволоку диаметром до 1,2 мм, а при сварке швов, расположенных в нижнем положении — проволоку диаметром 1,2—3,0 мм.

 

Проволока для сварки в углекислом газе низкоуглеродистых и низколегированных сталей:

Свариваемая сталь                                                                  Сварочная проволока

Ст1, Ст2, Ст3                                                                         Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС

10ХСНД, 15ХСНД, 14ХГС, 09Г2С                                            Св-08Г2С, Св-08ХГ2С

 

Структура и свойства металла швов и околошовной зоны на низкоуглеродистых и низколегированных сталях зависят от использованной электродной проволоки, состава и свойств основного металла и режима сварки (термического цикла сварки, доли участия основного металла в формировании шва и формы шва). Влияние этих условий и технологические рекомендации примерно такие же, как и при ручной дуговой сварке и сварке под флюсом.

На свойства металла шва влияет качество углекислого газа. При повышенном содержании азота и водорода, а также влаги в газе в швах могут образовываться поры. При сварке в углекислом газе влияние ржавчины незначительно. Увеличение напряжения дуги, повышая, угар легирующих элементов, ухудшает механические свойства шва.

Сварка порошковой проволокой и проволокой сплошного сечения без дополнительной защиты

Одним из преимуществ сварки открытой дугой порошковой проволокой по сравнению со сваркой в углекислом газе является отсутствие необходимости в газовой аппаратуре и возможность сварки на сквозняках, при которых наблюдается сдувание защитной струи углекислого газа. При правильно выбранном режиме сварки обеспечивается устойчивое горение дуги и хорошее формирование шва. В качестве источников тока можно использовать выпрямители и преобразователи с крутопадающими внешними вольт-амперными характеристиками. Недостатком этого способа сварки является возможность сварки только в нижнем и вертикальном положениях из-за повышенного диаметра выпускаемых промышленностью проволок и повышенной чувствительности процесса сварки к образованию в швах пор при изменениях вылета электрода и напряжения дуги. Особенностью порошковых проволок является также и малая глубина проплавления основного металла.

При использовании проволоки ПП-1ДСК для соединений с повышенным зазором между кромками в швах могут образовываться поры. Проволока ЭПС-15/2 для получения швов без пор требует соблюдения режимов в узком диапазоне. Большие рабочие токи ограничивают применение этой проволоки для сварки металла малых толщин. Проволоки ПП-АН7 и ПП-2ДСК имеют хорошие сварочно-технологические свойства в широком диапазоне режимов. Для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей рекомендуется использовать проволоки ПП-2ДСК, и ПП-АН4, обеспечивающие получение шва с хорошими показателями хладноломкости.

Электроды для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей - АНО-4, МР-3, МР-3С синие, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 вы можете заказать позвонив по телефонам (495) 799-59-85, 967-13-04 

Технология

Криогенная обработка - это термическое упрочнение металлопродукции сверхнизкими температурами (до – 196°С). Криогенная обработка относится к способам направленного изменения структуры и свойств материалов. Процесс криогенной обработки (КО) включает три последовательно идущих стадии: охлаждение объекта обработки с заданной скоростью до температуры минус 196°С; выдержку при криогенной температуре обработки; нагрев объекта обработки до комнатной температуры с установленной скоростью.

Результаты криогенной обработки во многом определяются последовательностью взаимодействия с различными видами термической обработки. На стадии предварительной термической обработки криогенное воздействие используется с целью повышения обрабатываемости ряда материалов, в том числе в сочетании с отжигом или нормализацией. На рис. 1 приведена схема технологического процесса термической обработки в сочетании с криогенной обработкой на предварительной стадии. Уменьшение пластичности и повышение твердости при криогенных температурах позволяет повысить эффективность обработки ряда материалов. По завершении криогенного воздействия объекты обработки подвергаются деформированию или лезвийной обработке до закалки и отпуска.

Рис. 1 - Схема технологического процесса термической обработки в сочетании с криогенной обработкой на предварительной стадии

Наиболее востребованным процессом термической обработки в сочетании с криогенным воздействием, применяемым с целью повышения прочности и твердости, является схема, представленная на рис. 2. Процесс криогенной обработки понятийно не связан с тепловыми процессами закалки или отпуска, но в комбинациях с ними будет классифицироваться комплексной термической обработкой. Пока не предложено отдельного термина такой комплексной термической обработке, как например «улучшение» (закалка плюс высокий отпуск).

Непосредственно закалка заключается в охлаждении стали со скоростью больше критической с целью получения структуры мартенсита. Мартенсит обладает самой высокой твердостью, в шесть раз больше твердости феррита, уступая только цементиту. Из-за сильного искажения атомно-кристаллической решетки при образовании мартенсита плотность укладки атомов железа резко уменьшается, поэтому мартенсит по сравнению со всеми другими структурами стали имеет самый большой удельный объем, что используется в практике криогенной обработки при восстановлении изношенных деталей и для стабилизации размеров прецизионных изделий. При охлаждении закаленной стали в момент перехода аустенита в мартенсит происходит увеличение объема, что сопровождается большими напряжениями, которые приводят к короблению и изменению размеров.

Рис. 2 - Схема комплексной термической обработки в сочетании с криогенной обработкой на основной стадии

Мартенситная реакция начинается только при определенном переохлаждении аустенита. Температура начала образования мартенсита обозначается Мн и зависит от содержания углерода и легирующих элементов, а точка конца превращения обозначается Мк (рис.3). Для нелегированной стали с содержанием углерода больше 0,5% температура конца мартенситного превращения ниже комнатной. При закалке стали до 20–25°С мартенситное превращение идет не до конца и в мартенситной структуре стали присутствует непревращенный остаточный аустенит. Продолжить мартенситное превращение с устранением остаточного аустенита можно криогенной обработкой на основной стадии до отпуска.

Рис. 3 - Влияние углерода на температуру начала Мн и конца Мк мартенситного превращения

Переход аустенита в мартенсит совершается в точке начала превращения с очень большой скоростью и в течение нескольких тысячных долей секунды большая часть аустенита (70%) переходит в мартенсит, после чего процесс замедляется. Оставшееся количество непревращенного аустенита постепенно переходит в мартенсит по мере дальнейшего понижения температуры при криогенной обработке, и процесс совершенно прекращается в точке Мк. Из диаграммы (рис.3) видно, что чем больше углерода в стали, тем при более низкой температуре заканчивается мартенситное превращение.

Углерод и легирующие элементы в стали (кроме кобальта и алюминия) снижают температуру начала и конца мартенситного превращения. Так при добавлении 1% легирующего элемента к стали с почти 1% углерода температура начала превращения аустенита в мартенсит снижается при легировании марганцем на 45°С, никелем – на 26°С, ванадием – на 30°С, молибденом – на 25°С, хромом – на 35°С, медью – на 7°С [3].

Возвращаясь к обсуждению схемы комплексной термической обработки в сочетании с криогенным воздействием (рис. 2), необходимо отметить, что существует две разновидности закалки с полиморфным превращением – объемная и поверхностная. При объемной закалке закаливают весь объем объекта обработки (насквозь), а при поверхностной – только поверхностный слой. Так как сердцевина охлаждается всегда медленнее поверхности, то при объемной закалке изделий с достаточно большой толщиной сердцевина изделия может не закалиться, как при поверхностной закалке. Послойным рентгеноструктурным анализом определяли количество остаточного аустенита вблизи поверхности образца с 1% углерода и 4,82% никеля после закалки в масло. Количество остаточного аустенита составило: около 10% на глубине 0,08 мм; около 25% на глубине 0,2 мм; примерно 50% на глубине 0,4 мм и нижележащих слоях [5]. Исправить значительные перепады количества остаточного аустенита в стали позволяет криогенная обработка, которая проводится после закалки. Охлаждение до криогенных температур позволяет уменьшить количество аустенита в 2,5 – 3,5 раза, а в некоторых сталях с высоким содержанием углерода до 6 раз [1].

В настоящее время криогенную обработку проводят как отдельную упрочняющую операцию. Предшествует криогенному воздействию закалка и отпуск (рис. 4). Для снятия термических напряжений, вызванных криогенной обработкой проводят повторный отпуск.

Рис. 4 - Схема комплексной термической обработки в сочетании с криогенной обработкой на завершающей стадии

Выдержка стали после закалки при комнатной температуре более 3–6 часов стабилизирует аустенит [6]. Стабилизацию аустенита вызывает перерыв в охлаждении, промежуточный отпуск, длительное вылеживание при комнатной температуре. Окончательно сохраняющееся количество остаточного аустенита колеблется в зависимости от состава стали и условий закалки, от долей процента до десятков процентов. Путем комбинированного воздействия – охлаждение до низких температур и последующего отпуска – иногда удается дополнительно уменьшить количество остаточного аустенита. Нестабильность получаемого результата объясняется тем, что превращение остаточного аустенита закаленной стали в мартенсит происходит не только при охлаждении до низких температур, но и при нагреве стали при отпуске или эксплуатации. Эти неодинаковые пути превращения остаточного аустенита весьма различно влияют на окончательные свойства стали.

Необходимо уточнить, что мартенситное превращение остаточного аустенита при отпуске (нагреве) углеродистых сталей, независимо от содержания углерода, начинается обычно около 240°С и происходит до 325°С. На этот процесс, направленный к повышению твердости и прочности стали, накладывается развивающийся одновременно отпуск мартенсита закалки. Этот второй процесс вызывает обратный эффект, ведущий к понижению твердости, предела прочности и износоустойчивости закаленной стали. Влияние второго процесса является преобладающим, так как он вызывает отпуск не только мартенсита, полученного при охлаждении (закалке), но и мартенсита отпуска, полученного из остаточного аустенита при нагреве. Мартенсит отпуска отличается обеднением по содержанию углерода от мартенсита закалки при отрицательных температурах [1].

Таким образом, охлаждение до криогенных температур сразу после закалки изменяет свойства стали всегда в определенном и одинаковом направлении, поскольку при этом исключается отпуск мартенсита. Такая схема обработки увеличивает в структуре количество мартенсита за счет образования более легированного мартенсита повышенной твердости. Это позволяет получать значительно более высокую твердость закаленной стали, практически не достижимую при других способах термической обработки.

Для получения изделий с различными физико-химическими и механическими свойствами на поверхности и в сердцевине используют химико-термическую обработку стали. Наибольшее распространение из видов химико-термической обработки получила цементация. Для насыщения поверхности изделий углеродом применяют простые углеродистые или легированные стали с 0,15 – 0,25% углерода. Цементованные слои толщиной от 0,8 до 2,5 мм получают с концентрацией углерода 0,9 – 1,3% [7].

После цементации и закалки сталь подвергают криогенной обработке с последующим отпуском (рис. 5). При этом сердцевина стали имеет достаточную прочность и высокую вязкость, так как в ней мало углерода. Поверхность же ввиду высокого содержания углерода приобретает большую твердость и прочность. В обработанном криогенным воздействием цементованном слое образуется структура мартенсита закалки с вкраплениями дисперсных карбидов, повышающих износостойкость стали.

Рис. 5 - Схема термической обработки цементованных деталей с применением криогенной обработки

Из-за внедрения большого количества углерода в кристаллическую решетку железа объем цементованного слоя растет, и в поверхностной зоне детали возникают напряжения сжатия. Прочность, твердость и напряжения сжатия обеспечивают цементованному слою после криогенного воздействия высокую износостойкость, а всей детали – большую усталостную прочность и контактную выносливость.

За 80 лет изучения влияния холода на улучшение механических и эксплуатационных характеристик материалов выявлены следующие преимущества криогенной обработки:

  • повышение твердости, износостойкости и прочности в результате трансформации остаточного аустенита в мартенсит;
  • повышение формоустойчивости (стабилизации размеров) прецизионных деталей в результате завершения превращения аустенита в мартенсит;
  • повышение ударной прочности и износостойкости сталей за счет роста числа карбидов.

Результаты исследований и испытаний

экзамен13213213

ГРУППА 1:
1. Нарисуйте график влияния температуры (или скорости отжига) на размер зерна металлов после рекристаллизации. Почему рост зерна неблагоприятен?


Рост зерна неблагоприятен, поскольку чем крупнее зерно, тем хуже механические свойства стали (например, предел текучести или ударная вязкость)

2. Поверхностная закалка стальных элементов. Какие стали можно закаливать таким способом.Примеры

Поверхностная обработка стали заключается в нагреве поверхности стали до температуры 30-50 на С выше температуры аустенитного превращения и последующем быстром охлаждении. Используется там, где необходимо упрочнить только фрагмент поверхности объекта, сохранив при этом непрерывность сердцевины. Поверхностной закалке подвергают стали с содержанием 0,35% - 0,7% С с хромом в качестве легирующей добавки, а также чугунные отливки. Детали: шестерни, колеса, шкивы, втулки.Нагрев и охлаждение должны быть интенсивными. Виды поверхностной закалки - пламенная, индукционная, лазерная и электронно-лучевая.

3. Повышение предела текучести микролегированных конструкционных сталей

Микростповые конструкционные стали представляют собой низкоуглеродистые ферритные и феррито-перлитные стали. Они характеризуются очень хорошей деформируемостью и свариваемостью. Их предел текучести можно повысить введением в сталь микродобавок (Ti, Nb или V) для измельчения зерен феррита, нормализующим отжигом или нормализующей прокаткой, термомеханической прокаткой.


4. Схема рекристаллизационного отжига белого чугуна с получением непрерывного черного чугуна с а) ферритной матрицей (1) б) перлитной (2)


5. Тепловое улучшение. Микроструктура после доработки и свойства. Расшифровка C45
Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность (А5, U) и усталостная прочность) со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Высокий отпуск применяют для среднеуглеродистых конструкционных сталей более высокого качества.

С45 - сталь для термического улучшения (содержание углерода 0,45%)

ГРУППА 2:
1 Нарисуйте график зависимости (Re, Rm, A, HB) от температуры отжига стали после наклепа.


2 Каково влияние элементов Si Mn на механические свойства.

При добавлении в сталь кремний образует оксиды и соединяется с другими оксидами, образуя твердые и хрупкие силикаты.Повышает прочность и твердость стали, значительно снижает пластичность при холодной обработке.

Марганец используется для раскисления и успокоения стали, а также для нейтрализации негативного воздействия серы. В больших количествах вызывает образование волокнистой структуры - значительное снижение работы удара при испытании на удар.


3 В чем разница между обычной и контролируемой прокаткой? Чем отличаются стали после нормализации и термомеханической прокатки?

Обычная прокатка является разновидностью горячей прокатки, основной целью которой является придание ей формы (часто необходима последующая термообработка).С другой стороны, контролируемая прокатка используется для подготовки аустенитной структуры таким образом, чтобы феррит, образующийся во время охлаждения, имел наименьшее возможное зерно, чтобы обеспечить сталь с соответствующей ударной вязкостью, пластичностью и пределом текучести. Термомеханическая прокатка – это термическая обработка с механической обработкой – сталь обладает лучшими механическими свойствами.

4 Что такое серый чугун? Как влияет содержание углерода и кремния и скорость охлаждения на структуру их матрицы? Каковы правила маркировки серых чугунов?



EN-GJL-100 = G - литейный материал, J - чугун, L - с чешуйчатым графитом, 100 - Rm min

5 Какой химический состав обеспечит ферритная структура стали? Почему такая сталь устойчива к коррозии? Что означает X3CrNi17-1.

Ферритные стали содержат от 10,5 до 30 % хрома, менее 0,1 % углерода, иногда никель и алюминий, а стабилизирующие элементы с высоким сродством к углероду — титан, ниобий и циркон. Эта сталь устойчива к коррозии благодаря высокому содержанию хрома, который создает защитный пассивный слой от коррозии и сдвигает электрохимический потенциал в положительную сторону.

X3CrNi17-1 = 0,05% C, 16-18% Cr, 0,9-1,4% Ni

1.Что такое критический эмбрион? Как вы можете повлиять на его рост?

Критические зародыши представляют собой частицы твердой фазы критического размера, образующиеся в жидком металле при зародышеобразовании. При постоянном краевом угле форма подложки существенно влияет на форму зародыша.


2. Сравнить сталь после нормализации и полного отжига (Ra, Rm, A и др.)


Нормализующий отжиг направлен на рекристаллизацию и получение мелкозернистой структуры, при этом полная рекристаллизация и получение равновесной структуры.После полного отжига сталь имеет низкую твердость, хорошую пластичность и обрабатываемость, после нормализации повышаются прочностные свойства и повышается твердость.


3. Что такое закалка и отпуск? Для чего это делается? Что такое микроструктура?

Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность и усталостная прочность), со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Высокий отпуск применяют для среднеуглеродистых конструкционных сталей более высокого качества.


4.Почему стабильно раскисленный алюминий мы называем мелкозернистым и нестареющим?

Алюминий связывает азот, присутствующий в стали, и вместе образует нитрид алюминия, который является очень твердой фазой, обеспечивающей твердость и стойкость к истиранию. Кроме того, этот нитрид сдерживает рост зерен — отсюда и название, постоянно мелкозернистый. Отсутствие старения - свободный азот вызывает образование атмосферы Коттреля, которая заставляет сталь течь (верхний и нижний предел текучести).

5. Что придает аустенитной стали ее структуру? Почему она устойчива к коррозии?
Аустенитная сталь содержит от 17 до 25% хрома, а также количество Ni, Mn или N, необходимое для обеспечения аустенитной структуры Содержание никеля должно соответствовать содержанию хрома. Эта сталь устойчива к коррозии благодаря высокому содержанию хрома, который создает защитный пассивный слой от коррозии и сдвигает электрохимический потенциал в положительную сторону.

ГРУППА 4
1. Нарисуйте диаграмму роста зерен в крупно- и мелкозернистых сталях. Объясните, почему эти типы сталей по-разному ведут себя при нагреве


Принцип Холла-Петча - чем мельче зерно перлита, тем мельче зерно аустенита, т.е. выше предел текучести и ударная вязкость после превращения. R 90 126 e 90 127 = R 90 126 0 90 127 + kd -1/2

R0- предел текучести, k - постоянная, d - диаметр зерна

2.Что такое полосы прокаливаемости? и как они определяются

Прокаливаемость — это способность превращаться в мартенситную структуру, измеряемую глубиной этой структуры. Полосы прокаливаемости – это возможные колебания прокаливаемости стали данной марки. Они определяются на основе испытаний различных стальных деталей и далее результаты ограничиваются двумя линиями.


3. Что такое мартенситные стали? где применимо, поясните обозначения X39CrNiMo17-1

Коррозионностойкие стали с содержанием углерода <0,1 % с добавками Ni, Mo, Al, Cu, в которых при отпуске при 500-600 o С помимо карбидов выделяются интерметаллические фазы, дающие эффект дисперсионного упрочнения .Они используются для пружин, лопаток турбин, клапанов.


4. Что такое черные ковкие чугуны? каков принцип их маркировки?

Это ковкий чугун (с хлопьевидными частицами графита), белый отлив, отожженный в инертной атмосфере, дающий черный излом (отсюда и название). Их используют для деталей сельскохозяйственной техники, предметов домашнего обихода. EN-GJMB-350-10 = G- материал литья, J - чугун, M- с люминесцентным графитом, B - черный, 350 - Rm min, 10 - A min.

5. Что означает, что металлы (например, алюминиевый лист) находятся в мягком или твердом состоянии?

1. Что такое дендриты. Как влияет расстояние между вторичными ветвями на Rm и A отливок.

Дендриты представляют собой кристаллы с разветвленной елочной структурой, демонстрирующие различный состав.


химических веществ между их внутренней частью и их поверхностью.


2. Чем отличаются механические свойства (Rm, Re, A, Hb) металлов после холодной и горячей обработки давлением? (Различия указать знаками (<,>, >>)

3.Схематично изобразите ход кривой влияния содержания углерода на Vкрит. Обоснуйте его курс на содержание С > 0,8%.


По мере приближения к точке эвтектики требуемая скорость уменьшается, так как в сплаве нет феррита или дополнительного цементита.


4. Почему заэвтектоидные стали закаляются при температуре неполной аустенитизации. Какую микроструктуру должны иметь эти стали перед отпуском.

Потому что они содержат цементит, который положительно влияет на свойства стали – повышает их стойкость к истиранию.Растворять цементит было бы бессмысленно, так как это привело бы к увеличению количества остаточного аустенита и потере упрочнения частицами цементита. При этом увеличился размер аустенитного зерна. Мелкозернистый.


5. Охарактеризуйте стали, относящиеся к группе инструментальных сталей и нелегированные.

Инструментальные стали: быстрорежущая (высокая твердость 65HRC, стойкость к истиранию, очень хорошая прокаливаемость, стойкость к холодной и горячей деформации), для холодной обработки (стойкость к пластической деформации, достаточная пластичность и обрабатываемость, стабильная твердость и стойкость к истиранию) , для огневых работ (стойкость к термической усталости и динамическим нагрузкам, стабильность структуры и свойств [до 700 С], стойкость к коррозионному воздействию обрабатываемого материала),


1.нарисовать сюжет Холла-петча и что-то связанное с ним.(не помню)

R 90 126 e 90 127 = R 90 126 0 90 127 + kd -1/2 R0- предел текучести, k - постоянная материала, d - диаметр зерна

2. что нормализует. они были сделаны для. как влияет размер зерна на предел текучести.

Нормализующий отжиг, или нормализация, представляет собой процесс термической обработки, заключающийся в нагреве металла до температуры на 30-50 выше линии АС3, а затем охлаждении его на воздухе, с целью рекристаллизации и получения мелкозернистой структуры.Результатом является повышение прочностных и твердостных свойств, а также однородность структуры перед дальнейшей термообработкой.

3. Что такое аустенитная сталь. где он используется? что означает X6CrNI17-13-3

Это тип коррозионностойкой стали, содержащий от 17 до 25% хрома и необходимое для обеспечения аустенитной структуры количество Ni, Mn или N. Содержание никеля должно быть соответствующим образом согласовано с содержанием хрома. Склонность к межкристаллитной и стресс-коррозии.Он нашел применение в качестве материала для трубопроводов, пивных бочек, реакционных башен.

X6CrNi17-13-3 = приблизительно 0,06% C, 15-18% Cr, 11-14% Ni и до 3% других ингредиентов


4. Какова микроструктура чугуна в зависимости от химического состава?

Кремний - от 0,5 до 5%. Работает графитируя, в процессе модификации графита влияет на его зародышеобразование, благодаря чему графитовые чешуйки получаются более мелкими и равномерными. Сера - до 0,12%.Уменьшение потока жидкости и склонность к образованию пузырьков газа. Марганец - от 0,4 до 1,4%. Предотвращает графитизацию (отбеливает чугун) и нейтрализует негативное действие серы. Фосфор - от 0,2 до 1,8%. Не влияет на графитизацию, создает фосфорную эвтектику - стедит, улучшающую литейные свойства и стойкость к истиранию.


5. График старения медного дюраля. , которые называются нестареющими .


1.Объясните сущность расчетного метода Гроссмана для определения прокаливаемости стали. Какая сталь: 37Cr4 или 50CrMo4 имеет более высокую прокаливаемость?

Метод расчета основан на численном представлении (в виде коэффициентов) влияния состава

химические свойства стали и размер аустенитного зерна на прокаливаемость стали. Сталь 50CrMo4 имеет более высокий коэффициент прокаливаемости.

2. В чем разница между коррозионностойкими и нержавеющими сталями?

Трудноржавеющие стали имеют электрохимический потенциал -0,5В, коррозионностойкие - около 0,2В.Нержавеющими считаются конструкционные стали, устойчивые к атмосферной коррозии. Через некоторое время коррозии на поверхности образуется слой, тормозящий дальнейшую коррозию (коричневый налет). Коррозионностойкие стали – более высокое % содержания хрома, благодаря чему на поверхности образуется очень плотный и прочный пассивный слой.

3. Как влияет скорость охлаждения на размер и распределение графита в серых чугунах?

На структуру чугуна наибольшее влияние оказывают углерод и кремний — их содержание графитизирует и ферритизирует, чешуйки графита мелкие и равномерно распределены.Присутствие серы и марганца тормозит процесс графитизации. Чем быстрее охлаждение, тем быстрее скорость переохлаждения и снижается возможность образования и роста зародышей графита.

4. Какой элемент и какая термическая обработка обеспечивают высокую текучесть и предел текучести пружинным сталям?

Пружинные стали содержат кремний, марганец, хром и ванадий. Для получения соответствующих свойств проводят закалку при температуре от 800-870 o С, а затем средний отпуск (350-450 o С) для получения отпускной трооститной структуры.

5. Опишите дендритную сегрегацию на основе оловянных бронз.

Дендритная ликвация – это неоднородность химического состава по сечению и длине ветвей дендритов. Олово плохо диффундирует в медь, область переменной растворимости ниже 500 на С исчезает и отсутствует эвтектоидный распад - технические сплавы имеют структуру, несовместимую с равновесным состоянием. Α фаза в виде дендритов, эвтектоидная (α + δ) в междендритовом пространстве.

1. Влияние скорости охлаждения стали на дисперсность и твердость перлита.


Чем больше переохлаждение, тем меньше межтромбоцитарное расстояние. Чем меньше межпластинчатое расстояние, тем больше твердость перлита (например, 0,6-1,0 мкм = 180-250 НВ, а 0,1 - 0,15 = 450-550 НВ)

2. Чем отличаются свойства стали после нормализации и после контролируемой прокатки.Сравните стали S275N и S355M .

Цель управляемой прокатки — подготовить структуру таким образом, чтобы образовавшийся при охлаждении перлит имел как можно меньшее зерно, обеспечивающее оптимальный предел текучести, пластичность и ударную вязкость стали. Нормализация направлена ​​на рекристаллизацию и получение мелкозернистой структуры, в результате чего повышаются прочностные свойства, твердость и обеспечивается однородность структуры. - это означает, что свойства стали после обеих обработок очень похожи друг на друга.

S275N-сталь конструкционная Re=275. нормализованный или нормализующий прокат (крупнее А)

С355М-сталь конструкционная Re=355. термомеханически прокатанные (большие Re и Rm)


3. В каком интервале температур происходит залечивание холоднодеформированных металлов, как это явление используется на практике?

Заживление - Процессы, приводящие к смешиванию точечных дефектов плотности. Процесс залечивания заключается в частичном снятии последствий дробления, происходящего при отжиге измельченных материалов при температуре ниже температуры рекристаллизации.Восстановление предшествует перекристаллизации


4. Что такое силумины? Какова их микроструктура? Какова цель их модификации?

Алюминиевые сплавы, содержащие от 1,6 до 13,5% кремния. Это сплавы с очень хорошими литейными свойствами, низкой склонностью к усадке и тепловому растрескиванию, высокой коррозионной стойкостью и высокой термостойкостью. Они имеют низкие механические свойства из-за наличия в их структуре толстопластинчатых эвтектик и крупных кристаллов β-фазы.Они модифицируются именно для того, чтобы фрагментировать структуру.

5. Что такое закалка и отпуск? Каким требованиям должны соответствовать стали для закалки и отпуска?

Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность (А5, U) и усталостная прочность) со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Стали должны иметь: высокие Rm, Re и пластичность, соответствующую прокаливаемость и обрабатываемость.

1. Почему сера отрицательно влияет на свойства стали?

Железо практически не растворяет серу, поэтому образует отдельную фазу — сульфид железа, который вместе с железом образует легкоплавкую и хрупкую эвтектику, располагающуюся преимущественно по границам зерен (горячеломкость). Сера в стали снижает свариваемость и ударную работу, вызывает высокую ликвацию и ухудшение магнитных свойств стали.


2. Что такое оловянные бронзы? Что такое дендритная микросегрегация? Как это предотвратить?

Оловянные бронзы представляют собой сплавы меди с оловом (не менее 2%). Дендритная ликвация – это неоднородность химического состава по сечению и длине дендритов – центр дендритов богат элементом с более высокой температурой плавления, а промежутки между дендритами, которые затвердевают на конце, более богаты элементом с более высокой температурой плавления. элемент с более низкой температурой плавления.Его удаляют гомогенизирующим отжигом при высоких температурах.


3. Назначение закалки стали. Как выбирают температуру закалки суб- и гипоутектоидной стали?

Целью закалки является получение мартенситной структуры высокой твердости, прочности и стойкости к истиранию. Температура закалки доэвтектоидной стали выше линии А3, а заэвтектоидной стали выше линии А1 железоцементитной диаграммы.

4.Как определить, легко ли сваривается сталь, исходя из ее химических свойств?
Свариваемость - способность стали приобретать предполагаемые механические свойства после сварки (без склонности к хрупкому растрескиванию).


5. Влияние деформаций на структуру и свойства поликристаллических сталей.

Основным механизмом деформации является скольжение. Она начинается с зерен с наиболее благоприятной ориентацией.Препятствиями скользящему движению являются границы зерен, фазовые границы и дислокации, движущиеся в различном скольжении. На этих препятствиях скапливаются дислокации — увеличивается их плотность. Чем больше деформация, тем больше плотность дислокаций в стенках ячеек, тем мельче ячейки и больше деформация в направлении течения. Под действием деформации материал упрочняется, возникают собственные напряжения и уменьшается относительное удлинение.

1. Почему заэвтектические стали упрочняются от температуры неполной аустенизации.Какая базовая структура лучше всего подходит для закалки этих сталей.

Поскольку твердый цементит придает стали высокую износостойкость, растворять цементит при нагреве стали в процессе закалки было бы бессмысленно, так как это привело бы к снижению твердости за счет увеличения количества остаточного аустенита и потерям укрепления цементитными частицами.


2. Описать ход превращений микроструктуры и твердости при отпуске стали с содержанием С 0,77 %.
Отпускные превращения: 1. распад мартенсита 2. аустенитизация 3. превращение остаточного аустенита 4. выделение карбида и цементита в углеродистых сталях и других карбидов в легированных сталях 5. коагуляция карбидов, выделенных на более ранних стадиях отпуска.

После закалки всегда должен иметь место отпуск, чтобы избавиться от закалочных напряжений (исключение - закалка с изотермическим превращением)

3. Способ повышения предела текучести низколегированных сталей повышенной прочности + пояснить обозначение стали.

Предел текучести и предел прочности повышают: измельчением структуры (микродобавки в сталь, нормализация, контролируемая прокатка), упрочнением на раствор феррита (феррито-перлитные стали), улучшением прокаливаемости.

S260NC = S-структурная, 260-Re min, N-нормализованная, C-холодная деформация


4. В чем разница между отжигом для снятия напряжений и рекристаллизационным отжигом (параметры, микроструктура, среда) в холодногнутых сталях.

Рекристаллизационный отжиг: температура около 600-700 С, мелкозернистая микроструктура, цель - устранение последствий холодной пластической деформации, восстановление исходной пластичности, снижение прочностных свойств.

Отжиг для снятия напряжения: температура около 450-650°С, микроструктура зависит от предшествующей обработки, цель состоит в том, чтобы уменьшить внутреннее напряжение продукта без значительного изменения свойств.

5.Нарисуйте типичную кривую старения (твердость после старения) для температур T1 и T2, где T1 < T2. Интерпретируйте данные кривые.


1 Деформационное упрочнение – что это такое, как это делается на практике, что является мерой деформационного упрочнения

Деформационное упрочнение — это упрочнение за счет скольжения дислокаций — они накапливаются на границах зерен (или фаз), упрочняя материал, но снижая его относительное удлинение.Они изготавливаются прокаткой.


2 что такое дендриты, как изменяется Rm и А в зависимости от расстояния между вторичными плечами дендритов

Дендриты представляют собой кристаллы с разветвленной елочной структурой, демонстрирующие различный состав.



химические вещества между их внутренней частью и их поверхностью.
3 влияние легирующих элементов на прокаливаемость, построить график для стали с высокой и низкой прокаливаемостью

Углерод и легирующие элементы помимо кобальта повышают прокаливаемость за счет снижения критической скорости охлаждения.

4 что-то с пружинной сталью или что-то в этом роде Я не выполнял это задание, поэтому не помню содержание точно какой-то символ должен был быть объяснен кроме вопроса


5 Какие особенности микроструктуры влияют на применение оловянной бронзы для втулок подшипников скольжения
Неоднородность структуры - явление дендритной сегрегации - мягкая матрица - твердый раствор олова в меди, в котором присутствуют равномерно распределенные выделения твердого эвтектоида, являющегося несущим каркасом сплава и элементом, передающим давление.

1. Зачем модифицируют отливки? Как на самом деле выполняются модификации?

Отливки модифицируют, чтобы улучшить их механические свойства. Их можно модифицировать стронцием или сурьмой, что увеличивает их относительное удлинение и прочность на разрыв.


2. Почему после превращения аустенита perlite® аустенитные зерна меньше исходных зерен (т.е. аустенитных зерен, из которых образовался этот перлит)?

Превращение перлита > аустенита происходит диффузионно и по границам зерен перлита растут новые зерна аустенита - их больше, поэтому они мельче.


3. Какова роль таких элементов, как: Cr, Mo, Ni в легированных сталях для термического улучшения? Каково содержание углерода в этой группе сталей? Какую информацию содержит марка стали:

Введенные в сталь эти элементы улучшают ее прокаливаемость, дополнительно молибден препятствует хрупкости отпуска 2-го типа, а хром+молибден+другие элементы замедляют процессы отпуска. Содержание углерода в этих сталях колеблется от 0,25 до 0,5%.

4.Как влияют легирующие элементы на прокаливаемость стали? Что такое и какова сфера применения расчетного метода Гроссмана для определения прокаливаемости стали?

Растворенные в аустените легирующие элементы вызывают снижение скорости охлаждения, необходимой для образования мартенсита при закалке - на диаграмме ХТР кривые смещаются в сторону больших времен. Метод расчета основан на численном подходе (в виде коэффициентов) влияния химического состава стали и размера аустенитного зерна на прокаливаемость стали.


5. Объясните механизм дисперсионного твердения в сплавах Al-Cu.

Дисперсионное упрочнение, иначе говоря, упрочнение старением - на границах зерен со временем образуется твердая упрочняющая фаза дюралюминия. Однако это занимает очень много времени из-за очень малой подвижности атомов меди.

1-е изменения при первичной перекристаллизации

Первичная рекристаллизация представляет собой перестройку деформированной структуры и образование новых зерен (т.н.нормальный рост зерна и его движущей силой является накопленная энергия). Плотность дислокаций уменьшается на четыре-шесть порядков и, как следствие, сильно изменяются многие физические свойства материала (твердость, пластичность, электрическое сопротивление, структура магнитных доменов и т. д.).

2-й ход превращения перлит->аустенит, который представляет собой влияние скорости нагрева на скорость превращения и его начало и конец

Скорость превращения зависит от скорости нагревания - чем больше скорость нагревания, тем короче продолжительность превращения; температурный диапазон, в котором происходит превращение – больший; выше температуры начала и конца превращения.

3. особенности мартенситного превращения

- бездиффузионные и атермические

- состоит в согласованном движении атомов без изменения соседства,

- происходит сдвигом по механизму проскальзывания или двойникования,

- продукт превращения - пластинчатый или пластинчатый мартенсит

- существует тесная связь ориентации между сетками мартенсита и аустенита,

- изотермическая стойкость ниже температуры Ms стабилизирует аустенит,

- не течет до конца - в структуре всегда есть остаточный аустенит


4.хрупкость второго типа, которая устойчива к стали 37Cr4 и 50CrMo4


Хрупкость второго типа – это снижение ударной вязкости закаленных сталей при температуре 400-600 С. Встречается только у легированных сталей. Его можно удалить, нагрев сталь выше 600°С и быстро охладив ее, а сопротивление стали при температуре 350-550°С вызывает его повторное появление.

5. Почему мы модифицируем силумины?

Силумины представляют собой алюминиево-кремниевые сплавы, содержащие от 1,6 до 13,5 % Si, обладающие плохими механическими свойствами из-за крупнопластинчатой ​​эвтектики и крупных кристаллов β-фазы в гипадэвтектических сплавах.Их модификация направлена ​​на фрагментацию этой структуры – улучшение их механических свойств.


1. На одном графике схематично покажите влияние переохлаждения на скорость зарождения, рост кристаллов и скорость кристаллизации. На графике укажите переохлаждение (вытяните изотермы), которое должно быть получено, чтобы отливка имела мелкозернистую, аморфную (стекловидную) структуру.

2. Каково влияние карбидообразующих элементов на ход кривых на диаграмме CTPi?

3.Какими методами можно повысить предел текучести свариваемых низколегированных конструкционных сталей с помощью микродобавок? Объясните маркировку S420NL.

Предел текучести и предел прочности повышают: измельчением структуры (микродобавки в сталь, нормализация, контролируемая прокатка), упрочнением на раствор феррита (феррито-перлитные стали), улучшением прокаливаемости.

S420NC = S-структурный, 420-Re min, N-нормализованный,


4.Что такое чугуны? Сравните серый и ковкий чугун по микроструктуре, пределу прочности, относительному удлинению и подготовке

Чугуны представляют собой сплавы железа с углеродом с содержанием углерода более 2,11%. Серый чугун состоит из графитовой фазы и металлической матрицы (ферритной, перлитной, феррито-перлитной). Ковкие чугуны представляют собой шариковые осадки графита и матрицы (ферритной или ферритно-перлитной), их получают аналогично серым, но добавляют в жидкий металл до 0.08% магния, они имеют лучшее удлинение и аналогичную прочность на разрыв.


5. Что такое медный дюралюминий? Какова их термическая обработка? Изобразите график изменения Rm дюралюминия во времени при естественном и искусственном старении при любой температуре.

Дуралюмины — это сплавы алюминия с медью.


1. При каких условиях в жидкости происходит плоский и дендритный рост кристаллов (зародышей)?



2.Что такое ферритные стали? Где они применяются? Объясните маркировку X6CrMoNb17-1

Это коррозионностойкие стали с содержанием углерода от 0,01 до 0,08 %, хрома 11-18 %, со структурой феррита после охлаждения на воздухе. Они имеют среднюю прочность Rm, умеренную пластичность и среднюю прочность при холодной пластической деформации. Используется там, где требуется стойкость к атмосферной коррозии, природным водам или газам, содержащим соединения серы (выхлопные системы автомобилей, нефтеперерабатывающие заводы).


3. Что такое тепловое улучшение? Какую микроструктуру должна иметь сталь после такой обработки? Каковы ценные свойства стали такой обработки?

Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность (А5, U) и усталостная прочность) со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Высокий отпуск применяют для среднеуглеродистых конструкционных сталей более высокого качества.


4. Как химический состав и скорость охлаждения влияют на свойства графита и микроструктуру чугунов?

Кремний - от 0,5 до 5%. Работает графитируя, в процессе модификации графита влияет на его зародышеобразование, благодаря чему графитовые чешуйки получаются более мелкими и равномерными. Сера - до 0,12%. Уменьшение потока жидкости и склонность к образованию пузырьков газа.Марганец - от 0,4 до 1,4%. Предотвращает графитизацию (отбеливает чугун) и нейтрализует негативное действие серы. Фосфор - от 0,2 до 1,8%. Не влияет на графитизацию, создает фосфорную эвтектику - стедит, улучшающую литейные свойства и стойкость к истиранию.

5. Нарисуйте схематическую диаграмму кривой старения медного дюралия. Почему твердая мозговая оболочка с возрастом становится прочнее?

Они упрочняются при старении из-за малой подвижности атомов меди и требуется очень длительное время для зарождения фазы твердых осадков.

1. Как влияет скорость охлаждения при перлитно-аустенитном превращении?


Чем больше переохлаждение, тем меньше межпластинчатое расстояние s в перлите и, следовательно, больше твердость образующегося перлита.


2. Что такое нержавеющая сталь? Где они используются?

Ржавеющие стали имеют электрохимический потенциал -0,4 В и являются конструкционными сталями, более устойчивыми к коррозии, чем углеродистая сталь.Они содержат около 0,1% С и добавки 1-3% пассивирующего хрома и около 0,05% меди. Через некоторое время коррозии на поверхности образуется слой, тормозящий дальнейшую коррозию (коричневый налет). Они в основном используются в качестве свариваемых сталей, работающих в промышленной и морской среде.


3. Что такое мартенсит? Как он трансформируется? Как зависит твердость мартенсита от содержания углерода?

Пересыщенный раствор углерода в железе α; образующийся после очень быстрого γ-переохлаждения, имеет структуру в зависимости от содержания углерода — полосовую или пластинчатую.Снижает твердость закаленной стали. Твердость увеличивается с содержанием углерода (до 0,77%) примерно до 65HRC.

- конструкция в зависимости от содержания С: полоса или плита.

- твердость мартенсита увеличивается с содержанием углерода (до 0,77% С) примерно до 65 HRC.

- Остаточный аустенит представляет собой переохлажденный аустенит, не превратившийся в мартенсит.

- его содержание увеличивается с содержанием углерода.

- снижает твердость закаленной стали


4.Дайте классификацию алюминиевых сплавов. Могут ли алюминиевые сплавы конкурировать со сталью?

Алюминиевые сплавы обычно представляют собой многокомпонентные сплавы, делящиеся на группы в зависимости от основной легирующей добавки - Mg, Si, Mn, Cu, Zn - их задачей является повышение прочности сплавов и получение других благоприятных свойств. Алюминиевые сплавы конкурируют со сталями там, где важным фактором является вес конструкции - в самолетах, автомобилях и т. д. Их недостатком является значительное ухудшение свойств при высоких температурах.


5. Нарисуйте процесс двойной закалки после науглероживания. Объясните маркировку 18CrNiMo7-6.

1. Что такое дендритная сегрегация? Благоприятное ли это явление?

Дендритная ликвация – это неоднородность химического состава по сечению и длине дендритов – центр дендритов богат элементом с более высокой температурой плавления, а промежутки между дендритами, которые затвердевают на конце, более богаты элементом с более высокой температурой плавления. элемент с более низкой температурой плавления.Свойства отливки с сегрегацией будут хуже, чем у однородного состава - в отдельных местах сплава состав изменится.


2. Нарисуйте график CTPi для эвтектоидной стали и точно опишите его. Отметьте кривую охлаждения нижнего бейнита.



3. Нарисуйте графики зависимости размера зерен и температуры рекристаллизации от дробления. Что такое критическое смятие?


Смятость - состояние конструкции после холодной деформации, критическая смятость - минимальная степень деформации, необходимая для начала рекристаллизации при деформационном отжиге деформируемого металла.После деформации с дроблением ниже критического кристаллизация не происходит.


4. Прокаливаемость и упрочнение стали

Прокаливаемость – это способность образовывать мартенситную структуру при охлаждении от температуры аустенизации. Легирующие элементы, за исключением кобальта, улучшают прокаливаемость. На прокаливаемость влияют однородность аустенита, размер зерна, химический состав и наличие нерастворенных фаз. Закалка – это закалка, вызванная разделением частиц в пересыщенном растворе.


5. Азотированные легированные стали. % углерода, термообработка, микроструктура стали в поставке.

Азотирование – это процесс термохимической обработки, заключающийся в насыщении наружных слоев заготовки азотом, в результате чего нитриды железа получаются очень твердыми и прочными. Стали для азотирования должны иметь высокую прочность сердцевины при высокой пластичности (это обеспечивается содержанием углерода 0,24-0,45 % после закалки), высокую усталостную прочность.

1. Сравните свойства (плотность, модуль Юнга, твердость, предел текучести, температуру плавления, электропроводность) чистого железа и алюминия. Какие из этих свойств делают сплавы на основе алюминия конкурентоспособными со сплавами железа?

Алюминий: низкая плотность ρ = 2,7 г/см3, модуль Юнга Е = 69ГПа, твердость 20-40НВ, предел текучести Re = 20-40 МПа, температура плавления Т = 660,4 С, электропроводность эл. = 37,7 мс/м

Железо: плотность ρ = 7,87 г/см3, модуль Юнга Е = 206ГПа, твердость 75-90, предел текучести Re = 135-150МПа, температура плавления Т = 1500 С, электропроводность эл.= 10 мс/м

2. Как влияет скорость охлаждения при перлитно-аустенитном превращении?


Чем больше переохлаждение, тем меньше межпластинчатое расстояние s в перлите и, следовательно, больше твердость образующегося перлита.


3. Почему фосфор отрицательно влияет на свойства стали? Что означает S275?

Так как это вызывает резкое снижение пластических свойств, повышается хрупкость сплава (так называемая хладноломкость) и его перегрев, кроме того, это вызывает склонность стали к ликвации (неоднородность химического состава).2.


4. Сравните высокий и средний отпуск.

Средний отпуск проходит при температуре 350-450 С, получается структура отпускного троостита, характеризующаяся высоким пределом упругости и прочности, при достаточной пластичности (пружины). Между температурой 500°С и АС1 происходит высокий отпуск, получается структура темперирующего сорбита. Используется для конструкционных сталей с целью получения комплекса оптимальных механических свойств при хорошей пластичности.


5. Нарисуйте кинетические кривые для времени t1 и t2 меньше температуры плавления. т1 > т2.

1. График CTPi для заэвтектоида, описание + график для бейнита


2. Что такое нормализующий отжиг, для каких сталей его применяют, последствия отжига.

Нормирующим отжигом называют процесс термической обработки, заключающийся в нагреве стали до температуры на 30-50°С выше температуры линии ЭГЭ и последующем охлаждении на воздухе.Эффект нормализации заключается в достижении мелкозернистой структуры и рекристаллизации – за счет этого повышения прочностных свойств, твердости и получения однородной структуры перед дальнейшей термической обработкой.

3. Что такое аустенитная сталь, какие элементы определяют ее свойства, классификация по применению.
Это однофазные коррозионностойкие стали с содержанием углерода от 0,01 до 0,08%. Он содержит от 17 до 27% Cr, от 7 до 35% Ni и количество марганца или азота, необходимое для поддержания аустенитной структуры.Применяется чаще всего после пересыщения при температуре 1100 в воде. Коррозионно-стойкий, хорошо поддается сварке и ударопрочный. Используется для трубопроводов, пивных бочек, реакционных башен.


4. Что такое серый чугун? Перечислите достоинства и недостатки этих чугунов .

Железоуглеродистый литейный материал, состоящий из металлической матрицы (ферритной, перлитной, ферритно-перлитной) и частиц графита в виде чешуек. Они характеризуются хорошей литейностью, способностью гасить вибрации, прочностью на сжатие, обрабатываемостью, а также обладают хорошими свойствами скольжения и коррозионной стойкостью лучше, чем нелегированная сталь.Их недостатки – низкая прочность, набухание (увеличение объема из-за длительного отжига).


5) Какая группа металлических материалов характеризуется относительно высокими, а какая наименьшими значениями: а) модуля Юнга б) ударной вязкости в) Rm г) виброгасящей способности

Инструментальные стали. Классификация, требования и термическая обработка.

Они содержат от 0,8 до 1,6% углерода.Этот тип стали требует высокой твердости и стойкости к истиранию при температурах до 600 С, очень высокой прокаливаемости и высокого сопротивления пластической деформации в холодных и горячих условиях.


Термическая обработка этих сталей основана на закалке и высоком отпуске (560 С). После соответствующей обработки сталь должна иметь пластинчатую мартенситную структуру с невидимыми дисперсионными карбидами + вторичные карбиды (нерастворившиеся при аустенитизации) + первичные карбиды.

Применяется для режущего инструмента, для холодного и горячего формообразующего инструмента.

2. Инструментальные стали для горячей обработки: 90 200

Они содержат от 0,3 до 0,6% углерода + легирующие добавки, такие как Ni, Cr, W, V, Mo, Co. Требования к ним – устойчивость к динамическим нагрузкам, стабильность структуры и свойств до 700°С, стойкость к термической усталости, стойкость к коррозионному воздействию обрабатываемого материала.


Обработка состоит из закалки (850-1150 С) и отпуска (300-600), образующаяся после такой обработки структура троостит, мартенсит отпуска + карбиды.

Они используются в качестве кузнечных инструментов, горячих ножниц и т. д.

3. Инструментальные стали для холодной обработки: 90 200

Содержат от 0,4 до 2,1% углерода + легирующие добавки Cr, W, V, Mo, Mn, Si, Ni. Из стали требуемая твердость и стойкость к истиранию, стабильность до температуры 200 С, соответствующая пластичность и обрабатываемость, стабильность размеров, сопротивление пластической деформации.

Закалка (850 - 1150) + отпуск (150-450) в зависимости от химического состава стали.

Области применения включают метчики, долота, молотки, валки для холодного прессования и т. д.


Поисковик

Связанные страницы:
ПРАКТИЧЕСКИЙ ЭКЗАМЕН 5
Заочный экзамен
Экзаменационные вопросы ИМ
Бухгалтерские экзамены, тесты, лекции и т.д. налоговая
презентация профессионального экзамена (с исправлениями) 5 2007
312 [01] 01 122 Экзаменационный лист Неизвестно (2)
Практический экзамен Задача № 4
экзаменационные счета id 246765 Неизвестно
ЭКЗАМЕН ПКМ2 вопросы 2011
что следует учитывать при подготовке студентов к новому устному экзамену на аттестат зрелости
Экзамен с RP2 31 января 2009 г., стр. 4
Пятничный экзамен
Экзамен 2005 1 (1)
готовые вопросы к экзамену

еще похожие подстраницы

.

Работы Института черной металлургии - ИМЗ

СОДЕРЖАНИЕ (скачать)

Исследовательские проекты, финансируемые за счет грантов для уставной деятельности

Мариуш Адамчик

Исследование возможности улучшения пластических свойств низкоуглеродистых сталей C-Mn-Al-Si после термопластической обработки в результате аустенитного фазового превращения, вызванного холодной пластической деформацией

Исследована возможность превращения остаточного аустенита в мартенсит в стали C-Mn-Al-Si методом холодной пластической деформации.Исследовано влияние этого превращения на пластические и прочностные свойства стали. Проведенные испытания проводились в рамках разрабатываемых в институте задач по сплавам железа системы Fe-(0,1%C)-(1÷8%Al), являющихся основой новой группы низкоуглеродистых конструкционных сталей. .

Богдан Гарбарз, Барбара Нижник-Хараньчик, Владислав Рекомендуемки

Разработка основ технологии термической обработки сверхвысокопрочной конструкционной стали с целью получения трехфазной нанокомпозитной структуры с повышенной стойкостью к разрушению

Целью исследований являлась разработка термической обработки, повышающей трещиностойкость стали с пределом прочности выше 1,8 ГПа.В результате дилатометрических, структурных и механических испытаний определены параметры термической обработки, приводящие к формированию трехфазной структуры, состоящей из мартенсита с пластинами, разделяющими исходное аустенитное зерно на более мелкие участки, безкарбидного бейнита, образующего пакеты с меньших размеров, чем достигаемые после обычной термической обработки и остаточного аустенита в виде нанолистина. Установлено, что применение разработанной обработки увеличивает энергию разрушения в испытании на удар по Шарпи V на 20÷25 % по отношению к значениям, полученным в результате применения типовой термической обработки.

Барбара Нижник-Хараньчик, Войцех Буриан, Мариуш Адамчик

Численный и физический анализ процессов осаждения и фазовых превращений в сверхвысокопрочных бейнитных и мартенситностареющих сталях

Проведено численное и физическое моделирование фазовых превращений и процессов выделения в сверхпрочной бейнитно-аустенитной стали и мартенситностареющей стали. Исследование включало дилатометрический, калориметрический и структурный анализы, а также численное моделирование с использованием Thermo-Calc и TC-Prisma.Расчеты с использованием пакета Thermo-Calc для сталей НАНОС-БА позволили получить данные об изменении фазового состава в зависимости от температуры в равновесных условиях. Определен химический состав образующихся фаз и характерные температуры превращения А с1 и А с3 . Численное моделирование кинетики процесса осаждения стали МС350 с использованием программы TC-Prisma дало результаты, согласующиеся с экспериментальными наблюдениями, что подтверждает возможность использования численных методов для проектирования процесса термической обработки мартенситно-стареющей стали.Сочетание численного моделирования с физическими испытаниями создает возможность проектирования химического состава и термической обработки бейнитной и мартенситностареющей стали, обеспечивающих получение соответствующего типа микроструктуры с благоприятными прочностными и пластическими свойствами.

Ярослав Марциш, Мариуш Адамчик, Бартломей Вальник

Использование нетрадиционного кратковременного и многократного старения для повышения пластичности высокопрочных сталей дисперсионного твердения

Определены характеристики материала дисперсионно-твердеющих сталей после применения нестандартных параметров окончательной термической обработки, приводящих к увеличению пластичности в области максимальной прочности.Материалом для исследований послужили мартенситностареющая сталь марки МС350 и вновь разработанная никель-молибденовая сталь марки 8Ni2MoCu, армированная осадками с тремя типами частиц (ND3). Характеристики включали определение механических свойств при статическом испытании на растяжение и сжатие и измерения твердости. Исследования микроструктуры проводились для выбранных вариантов термообработки. Дилатометрические испытания дисперсионно-твердеющих сталей включали определение характеристических температур при различных скоростях нагрева и охлаждения и выявление процессов упрочнения.Также были проведены начальные полупромышленные испытания индукционного нагрева зоны дисперсионно-твердеющей стали и оценка влияния пластической деформации на процесс дисперсионно-дисперсионного твердения.

Марек Бурдек, Ежи Стемпень

Основы материаловедения модифицированной технологии изготовления корпусов из низколегированной конструкционной стали

Разработана модификация технологии изготовления корпусов из низколегированной конструкционной стали.Исследованы микроструктура, распределение твердости на поперечном и продольном сечениях, до и после термической обработки, а также механические свойства полуфабрикатов, деформированных двумя способами наклепа. Установлено, что можно модифицировать технологию изготовления корпусов путем многократного применения роторного дробления без волочения стенки в холодном состоянии.

Юзеф Гавор, Артур Жак, Дариуш Возняк, Войцех Буриан

Разработка методических рекомендаций по выбору химического состава нелегированных сталей и параметров упрочнения сразу после горячей деформации, обеспечивающих максимальную эффективность эффектов структурного и дисперсионного упрочнения с требуемым сопротивлением разрушению и усталости

Определено влияние параметров охлаждения сразу после горячей деформации на механические свойства малоуглеродистых сталей с микродобавками V, Nb, Ti и B.Результаты испытаний показали, что высокие свойства прокатанного и закаленного листа сразу после прокатки обусловлены формированием мартенситной или мартенситно-бейнитной микроструктуры. Наиболее выгодное сочетание высокой прочности и трещиностойкости получено для листов S890/S960 с содержанием 0,17 % С и 1,2 % Mn с добавками V, Ti и B, упрочненных с высокой интенсивностью сразу после горячей деформации. Высокая прочность (R м = 1345 МПа) и ударная вязкость (КВ -40 = 141 Дж) является результатом получения однородной мелкозернистой мартенситной структуры по всему сечению листа.В сталях с меньшим содержанием углерода и марганца прямая закалка приводит к получению листов с мартенситно-бейнитной структурой, характеризующихся высокой прочностью, но меньшей ударной вязкостью.

Ежи Стемпень, Марек Бурдек, Ярослав Марциш

Разработка технологических характеристик новых марок стали для специальных изделий, необходимых для повышения эффективности применяемых в настоящее время технологических процессов

Разработаны отдельные характеристики материалов стали, применяемой в производстве специальных изделий, что позволило: выбрать материалы для ударников и пружин и предварительную разработку технологии их изготовления, определить влияние поверхности слитков и стержней на качество погонажных изделий, предназначенных для холодной ротационной штамповки и сокращения времени старения корпусов детонаторов мартенситностареющая сталь.Для достижения поставленной цели работы были проведены микроструктурные и прочностные испытания, а также проведены технологические анализы, что позволило подобрать материалы и модифицировать технологию изготовления специальных изделий и расширить рамки сотрудничества с БУМАР. АМУНИЧА СА В рамках работы разработаны положения по технологии изготовления игл и лент, а исследования процесса старения мартенситностареющей стали показывают, что можно получить аналогичные механические свойства, применяя более короткое старение при температурах выше стандартных температур. .

Кшиштоф Радванский, Роман Кузяк, Ярослав Опара, Владислав Рекомендуемки, Радослав Свадзьба

Использование передовых методов структурных исследований для разработки современных дискретных моделей микроструктуры на основе идеи цифрового представления материала

Предпринята попытка разработки современных дискретных моделей микроструктуры на основе идеи цифрового представления материала на основе исследований микроструктуры.Была построена компьютерная программа, в которой реализован двумерный клеточный автомат с авторским алгоритмом преобразования бинарных изображений реальной микроструктуры в ее цифровое представление. Разработанное программное обеспечение позволяет представить отдельные этапы работы алгоритма обработки реальной микроструктуры в изображение ДМР для любого разрешения и размера микрофотографий I. Данные с цифровым представлением микроструктуры могут быть успешно использованы при численном моделировании фазовых превращения с использованием двумерных дискретных моделей в микромасштабе, что было подтверждено предварительным моделированием превращения аустенита в феррит.

Ярослав Опара, Анджей Врожина, Роман Кузяк

Исследование подвижности интерфейса при превращении перлита в аустенит с использованием модели на основе метода клеточных автоматов

Проведены модельные исследования подвижности границы раздела при превращении феррито-перлитной структуры в аустенитную при нагреве с использованием модели, основанной на методе клеточных автоматов.Проанализированы и охарактеризованы процессы, происходящие при нагреве стали ДП до диапазона устойчивости аустенита от состояния с ферритно-перлитной структурой после холодной прокатки. Разработана концепция моделирования изучаемого превращения и сформулированы основные модельные предположения с особым акцентом на термодинамические условия на границе раздела фаз. Определены граничные условия, принимаемые на границах сетки КА и на межфазных границах. Последовательно с помощью математических формул были описаны процессы диффузии углерода и роста новообразованной аустенитной фазы, определены правила перехода клеточного автомата, определяющие эволюцию системы.Вводились соответствующие начальные условия с учетом реальных изображений микроструктур. Использованы фирменные решения с цифровым представлением микроструктуры, благодаря которым можно запустить моделирование в условиях, максимально соответствующих реальным условиям.

Валерий Подвысоцкий, Роман Кузяк, Владислав Рекомендуемый, Ярослав Опара

Физическое и численное моделирование производства поковок для автомобильной промышленности с учетом влияния условий ковки и охлаждения на протекание фазовых переходов

Разработаны модели фазовых превращений для стали С45.Процесс ускоренного охлаждения поковок моделировался непосредственно по температуре поковки.

Ханна Кржтон, Кшиштоф Радвански

Количественный анализ текстуры применительно к описанию эволюции текстуры в низкоуглеродистых мартенситностареющих сталях

Исследованы количественные изменения текстуры низкоуглеродистых мартенситностареющих сталей под влиянием термопластической обработки. Испытания проводились на двух марках стали с использованием рентгеновской дифракции и метода EBSD.Выявлены изменения объемных долей отдельных компонентов текстуры на различных стадиях переработки термопласта.

Марта Кубичек, Гражина Станкевич, Вальдемар Спивок

Расширение возможностей исследований в области химического анализа чугунов с использованием экспресс-инструментальных методов и стандартных образцов последнего поколения

Разработана методика анализа чугунов с использованием двух новых спектрометров: WD XRF и OES с искровым возбуждением, а также спектрометра GD OES.Методика позволяет определять 28 элементов: Al, As, B, Bi, C, Ce, Co, Cr, Cu, La, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, P, Pb, S, Sb, Se, Si. , Sn, Te, Ti, V, W, Zn, Zr. Аналитические программы были подготовлены на основе новейшего набора стандартных образцов белого чугуна, изготовленных с использованием технологии, обеспечивающей их исключительную однородность. Разработанные методики будут использованы в исследованиях, проводимых на кафедре аналитической химии.

Михал Кубецкий, Вальдемар Спивок

Разработка методики определения кислорода, азота и водорода в титане и его сплавах методом высокотемпературной экстракции

Разработаны аналитические методы определения кислорода, азота и водорода в титане и его сплавах с использованием автоматического анализатора, работающего по принципу высокотемпературной экстракции.Методика исследования заключается в плавлении образца, помещенного в графитовый тигель, в токе чистого гелия и последующем определении выделяющихся из образца анализируемых газов. Испытания проводились на твердых образцах титана и его сплавов с аттестованным содержанием кислорода, азота и водорода. В результате проведенных испытаний были установлены режимы работы анализатора, разработана методика пробоподготовки и подготовлены соответствующие аналитические методики.

Гражина Станкевич, Марта Кубичек

Применение рентгеноструктурного анализа хрома для определения хрома (III) и хрома (VI)

Проведен видообразование рентгеноспектра хрома, установлены связи между параметрами, характеризующими линии Кβ и Ка серий хрома и степенями окисления хрома, а затем возможность определения средних степеней окисления хрома для синтетических образцов.Исходным материалом для исследований служили химические реактивы, металлический хром в твердом и порошкообразном виде, а также восемь синтетических образцов, в которых средняя степень окисления хрома колебалась от 3,4 до 5,4.

Эдита Клима, Петр Кнапик

Адаптация кафедры аналитической химии к анализу биомассы, используемой на польских электростанциях, и золы, образующейся в результате сжигания биомассы

Разработана аналитическая инструкция по анализу основных компонентов и микроэлементов, содержащихся в биомассе и золе, образующейся при сжигании биомассы.Были протестированы образцы биомассы и золы Конинской электростанции. Для анализа химического состава применяли как метод ОЭС-ИСП, так и классические объемные методы.

Мария Дзюба-Калужа, Януш Добжаньски, Адам Зелински, Ханна Пуржинска

Временная текучесть периферийного материала сварных соединений ответственных элементов котлов из низколегированной стали после длительной эксплуатации сверх расчетной наработки

Для оценки остаточного ресурса, позволяющего оценить пригодность к дальнейшей безопасной эксплуатации, разработаны характеристики механических свойств и структуры материала сварных соединений после длительной ползучести.Испытания проводились на кольцевых сварных соединениях ответственных элементов котлов из низколегированной стали после длительной эксплуатации, значительно превышающей расчетную наработку на ползучесть. После сравнения полученных результатов материала сварных соединений с характеристиками нативных материалов после эксплуатации была проведена оценка состояния материала и расчет времени безопасной эксплуатации при требуемых параметрах дальнейшей эксплуатации. Результаты испытаний будут использованы для пополнения базы данных материалов и будут использованы в диагностической деятельности напорных частей энергетических котлов, находящихся в эксплуатации.

Рафал Сикора, Януш Добжаньски, Адам Зелински

Сопротивление ползучести стали X10CrMoVNb9-1 (P91) после длительной службы, соответствующей расчетной наработке

Оценивали сопротивление ползучести, определяли изменения структуры и состояния карбидных выделений, исследовали и сравнивали механические свойства стали Х10ХМоВНб9-1 (Р91) после службы, соответствующей расчетной наработке, с исходным состоянием и после отжига .

Радослав Свадзба

Разработка методики контроля оксидных слоев на жаропрочных никелевых сплавах с применением электронной микроскопии

Разработана методика и проведены испытания оксидных слоев, образующихся на жаропрочных, монокристаллических никелевых сплавах при окислении в интервале температур от 1000°С до 1150°С. Методами сканирования, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, в том числе методами ФИП, исследованы микроструктура и явления, происходящие в оксидных слоях при высокотемпературном окислении жаропрочных сплавов, применяемых для лопаток турбин авиационных двигателей и стационарных турбин.Установлено, что оксидные слои, сформированные при температуре 1050 °С, 1100 °С и 1150 °С, характеризуются зональным строением с различным соотношением θ- и α-Al-фаз 2 O 3 . Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что при 1050 °С диффундирует только Hf, при 1100 °С – Hf и Y, а при 1150 °С – Hf, Y и Zr.

Петр Скупень, Радослав Свадзьба, Радослав Розмус

Совершенствование методологии исследований, связанных с идентификацией наносфер с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения

Усовершенствована методика идентификации наносфер в сплавах магния с использованием просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения.Разработана методика приготовления образцов из литейных магниевых сплавов, внедрено программное обеспечение для идентификации наночастиц и подготовлена ​​база данных по выделениям в сплавах для облегчения фазовой идентификации.

Януш Стецко, Петр Ружанский, Мариуш Борецкий

Определение физических параметров выбранного металлургического и энергетического сырья, необходимых для численного моделирования металлургических процессов - построение базы данных

Определены физико-химические параметры сырья, топлива и вспомогательных материалов, необходимые для численного моделирования металлургических процессов, и созданы их базы данных.Выполнены определения химического и фазового состава, численное моделирование нагрева с использованием термохимической программы FactSage и термический анализ ТГ/ДСК. Разработана структура базы данных, включающая физико-химические характеристики сырья, используемого в металлургических процессах.

Лех Булковский, Уршула Галиш, Ежи Погожалек, Артур Мазур, Януш Стецко, Петр Ружанский, Юзеф Гавор

Разработка технологии изготовления катодов для нанесения слоев магнетронным распылением на крупноформатные поверхности

Разработана технология изготовления катодов (мишеней) из сплавов Ni-Cr для стекольной промышленности.В основе технологии лежит процесс плавки в вакуумной индукционной печи на полупромышленной плавильно-прокатной линии ЛПС, установленной в Институте черной металлургии. Эта технология позволила изготовить прототип катодов Ni-Cr для ионного нанесения тонких металлических и оксидных слоев на стекло в магнетронном устройстве. Изготовленные катоды были отправлены в фирму Д.А. СТЕКЛО, предназначенное для дальнейших исследований в промышленных условиях.

Уршула Галиш, Лех Булковски, Ежи Погожалек, Богдан Здонек, Артур Мазур

Исследования по технологии выплавки стального литья и аустенитной высокоазотистой стали в линии ЛПС, предназначенной на высококачественный лист для строительства морских установок

Проведены предварительные исследования возможности производства аустенитной стали с азотом и микродобавками для элементов судовых конструкций.Использовалась полупромышленная плавильно-прокатная линия ЛПС, установленная в Институте метеорологии и водного хозяйства. Разработаны положения промышленной технологии производства этой стали и рассмотрены возможности и технико-технологические условия выплавки стали для судовых листов в отечественном металлургическом производстве. Определены исходные технологические направления опытной выплавки коррозионностойкой стали марки 00х31АН16Г5М4Nb с использованием технологической линии на Металлургическом заводе Huta Stali Jakościowych S.A.

Зофия Каня, Ханна Кржтон, Кшиштоф Радвански

Разработка рентгеноструктурных методов контроля стали

Разработана методика исследования содержания остаточного аустенита, определения плотности дислокаций и измерения параметров сетки компонентов микроструктуры в бейнитных сталях с применением современных рентгеноструктурных методов.Метод рентгеновской микродифракции использовался для количественной оценки содержания остаточного аустенита и, для сравнительных целей, метод EBSD в сканирующем электронном микроскопе. Установлено, что микродифракция позволяет регистрировать локальные изменения содержания остаточного аустенита.

Богдан Здонек, Агата Сорек, Януш Стецко, Патрисия Островска-Попельская, Иренеуш Шипула

Идентификация неосвоенных до сих пор железосодержащих побочных продуктов отечественной промышленности и определение способа извлечения железа

Выявлены неиспользованные железосодержащие побочные продукты отечественной промышленности и определен способ их переработки для получения железа.В результате проведенных лабораторных и промышленных испытаний установлено, что отходы железосодержащих материалов, используемые непосредственно в металлургическом процессе выплавки стали, должны характеризоваться кусковой формой и хорошей прочностью. Оптимальным способом получения этих материалов является брикетирование.

Иренеуш Шипула, Богдан Здонек, Агата Сорек

Условия переработки стальной проволоки из бывших в употреблении автомобильных шин

Разработана характеристика лома стальной проволоки от переработки старых автомобильных покрышек.Проведены химические анализы лома проволоки; разработана методика определения количества остатков резины на проволоке, определено предельно допустимое содержание резины в проволочном ломе. Проведены лабораторные испытания утолщения и плавления проволоки, разработаны основные характеристики материала, отвечающие требованиям его использования в виде лома в сталеплавильных процессах, и технологические рекомендации по его оптимальному использованию. Результаты испытаний показали, что в шихте сталеплавильных печей можно использовать проволоки с остатком неметаллической фракции (каучука) менее 5 %.Проволока с неметаллическим остатком более 5% от массы проволоки может быть использована как непартийный лом на строго определенных условиях. Внесены изменения в таблицы классификации лома, которые могут быть полезным инструментом для закупки компаний, перерабатывающих лом для нужд металлургических заводов.

Харальд Каня, Бартломей Вальник, Барбара Нижник

Разработка двухвариантной технологической модели электросталеплавильного завода для экспертной системы ИТ

Конечным результатом НИР является двухвариантная технологическая модель электросталеплавильного завода (МСЭ-1 и МСЭ-2), на основе которой может быть разработана экспертная система (ЭС), функционирующая на основе определяемые экологические, экономические и социальные показатели оценки и многокритериальные модели.Модель MSE-1 была разработана на основе технологической схемы, используемой в настоящее время на польских электросталеплавильных заводах, вместе с экономическими и экологическими ценностями, соответствующими отдельным частичным процессам этой схемы. В связи с тем, что металлургия подвержена постоянным ограничениям в части охраны окружающей среды, была разработана вариантная модель МСЭ-2, включающая в себя наиболее передовые технологические решения с точки зрения выполнения рекомендаций, содержащихся в Справочном документе BREF, которые являются используются на европейских и мировых электросталеплавильных заводах и пока не используются в отечественной промышленности.

Марчин Мичка

Анализ и оценка рынка труда Силезского воеводства

Проведен предварительный анализ явлений, происходящих на региональном рынке труда, и разработаны теоретические модели, описывающие такие явления. Анализы были ограничены регионом Силезского воеводства. Исследование может быть распространено на другие воеводства и даже на повяты. Их также можно углубить, включив в них отдельные отрасли промышленности или предприятия.Кроме того, была разработана концепция исследовательского проекта, направленного на разработку описанных в статье проблем.

Марчин Мичка

Разработка предложения консультационных услуг по применению принципов корпоративного управления

Разработаны основы деятельности Института в области Корпоративного управления, которые направлены на инициирование большого исследовательского проекта, результатом которого в перспективе 5-10 лет будет:

1.Определение направлений сотрудничества на уровне металлургической отрасли с целью внедрения передового опыта в различных сферах хозяйственной деятельности, результатом которого должно стать:

- привлечение человеческого капитала (работников предприятия),

- привлечение капитала знаний (научный персонал, исследовательское оборудование),

- привлечение финансового капитала (инвесторов).

2. Разработка методов финансовой микроэконометрики, в том числе эконометрики корпоративного управления (собственного надзора).

Мариан Нислер, Мариуш Борецкий, Ежи Погожалек

Оценка возможности строительства лабораторной шахты и/или дуговой печи для проведения испытаний по утилизации отходов

Уточнены инвестиционные, финансовые и организационные условия, которые необходимо выполнить для строительства станции экспериментальной переработки отходов в шахтной и/или дуговой печи на ИМЖ. Определены оптимальная эффективность и затраты на строительство лабораторной шахтной и/или дуговой печи. В результате была установлена ​​возможность строительства вагранки и дуговой печи сопротивления в зале XIV.Стоимость строительства такой станции составляет более 1 млн злотых. Важнейшим элементом эксплуатации вагранки станут вопросы охраны труда и техники безопасности. Неисправности вагранки могут представлять опасность для здоровья и жизни оператора.

Вацлав Витхен, Мариуш Борецкий

Подготовка отчета по применению тепловидения в качественных и количественных исследованиях промышленных объектов

Обобщен опыт проведения тепловизионных исследований в различных областях науки и техники, преимущественно в черной металлургии.В объем подготовленного доклада входят: физические основы тепловидения, вопросы, связанные с излучательной способностью, вопросы, связанные с техникой проведения инфракрасных испытаний радиационными методами, и основные направления использования тепловизионной техники, с особым акцентом на промышленные применения. Приведены отдельные примеры использования тепловидения в металлургии на всех стадиях производства стали, от подготовки шихты до готовой продукции. Подчеркивается неинвазивный характер исследований без нарушения производственного цикла.

.

Основные превращения в сталях | Нержавеющая сталь: база знаний Нержавеющая сталь: база знаний

В операциях термической обработки стали происходят четыре основных фазовых превращения, которые происходят в зависимости от вида выходной фазы, направления изменения температуры и скорости охлаждения .

Все изменения происходят благодаря стремлению системы понизить свободную энергию.

Превращение перлита в аустенит :

Можно рассмотреть в три шага:

  • образование гетерогенного аустенита,
  • образование гомогенного аустенита,
  • рост аустенитного зерна.

Зарождение аустенита происходит гетерогенно, на границах раздела феррит-цементит, и поэтому оно тем эффективнее, чем больше площадь межфазных границ (перлитная дисперсия). Скорость превращения зависит от степени нагрева перлита выше температуры А1 и от строения перлита (в мелкопластинчатом оно происходит быстрее).

Рост аустенитных зерен:

После завершения превращения перлита в аустенит дальнейшее повышение температуры и времени вызывает увеличение размера зерна.При охлаждении мелкозернистый аустенит образует структуру мелких колоний перлита, а крупнозернистый аустенит превращается в крупнозернистый перлит. Тенденция к росту зерна зависит от типа стали. Основным фактором, тормозящим рост зерна, являются дисперсные частицы посторонних фаз.

Аналогичным образом, в заэвтектоидных сталях или легированных сталях, содержащих труднорастворимые карбиды, тенденция к росту зерна ниже.

Диффузионное превращение аустенита:

В области выше максимальной температуры зародышеобразования находится область перлитного превращения и ниже нее бейнитного превращения.Температурный предел, разделяющий эти диапазоны, соответствует переохлаждению приблизительно на 200 [ºC] ниже A 1 . Изначально трансформации не происходит - это так называемая период инкубации. Этот период сокращается по мере увеличения переохлаждения и минимален при температуре максимальной скорости зародышеобразования. Затем скорость превращения постепенно увеличивается, достигая наибольшего значения после превращения 50 [%] аустенита, а затем снова постепенно снижается.

Перлитное превращение:

Это преобразование диффузионное, т.е.что для начала ее протекания необходимо перераспределить атомы С и Fe путем диффузии. После охлаждения аустенита ниже температуры А r1 зародыши перлита начинают формироваться гетерогенно. Зародыши могут быть не полностью растворенными частицами цементита или небольшими выделениями цементита, которые образуются на границах аустенитных зерен. Скорость перлитного превращения зависит от скорости зарождения перлитных колоний. Кинетика зародышеобразования зависит от структуры аустенита (размера зерна) и его однородности.

Чем мельче зерно и больше дифференциация химического состава, тем быстрее зарождение и более мелкозернистая структура перлита.

Зародышеобразование перлита:

При охлаждении аустенита ниже температуры А с1 , если температура и состав находятся в пределах области между экстраполированными кривыми А С3 и А см

, он может превращаться в перлит. Слева от этой области перлитному превращению предшествует выделение феррита, которое продолжается до тех пор, пока углерод, выталкиваемый растущим ферритом, не сдвинет локальный состав аустенита вправо от экстраполированной линии А см. В правой части перлитной области превращению предшествует выделение цементита. В заштрихованной области (рис. выше) «пересыщенный» аустенит является одновременно «пересыщенным» по отношению к ферриту и цементиту, поэтому имеется эвтектоидный диапазон, аналогичный эвтектическому диапазону.

Расположение кривых свободной энергии фаз при температуре T

Два общих касательных определяют составы фаз α - γ и γ- Fe 3 C в метастабильном равновесии.Касательная к кривой свободной энергии аустенита, проведенная в точке выбранного состава сплава x, позволяет найти движущую силу ΔG v для зародышеобразования феррита и цементита. Этот тангенс меняется вместе с «низом» кривой при изменении исходного состава аустенита. Уменьшение содержания углерода в аустените, движение (точка x влево) увеличивает движущую силу зарождения феррита и снижает цементит; увеличение содержания углерода имеет противоположный эффект. Мы предполагаем, что цементитная затравка сначала появится на границе аустенитных зерен.

При его росте будет происходить локальное обеднение аустенита углеродом, что повысит движущую силу образования зародышей феррита на границе цементитных и аустенитных зерен.

Растущий феррит будет выталкивать углерод к аустениту, где его локальное содержание снова увеличится, что может привести к образованию новой затравки цементита сбоку. Отсюда следует, что перлит должен характеризоваться латеральным зарождением пластин и их краевым ростом. Последующие пластины появляются в результате локальных изменений состава аустенита, вызывающих колебания касательной к основанию кривой G γ

Скорость зарождения перлита меняется со временем.Если предположить, что карбид является фазой, инициирующей превращение, то феррит зарождается на границе аустенит-цементит. Каждый раз, когда после карбида образуется частица феррита, образуется зародыш перлита. Со временем количество частиц, на которых может зародиться феррит, увеличивается.

В то же время отдельные частицы цементита растут, увеличивая границу раздела аустенит-цементит для каждой частицы. Таким образом, с течением времени количество мест, где может зародиться феррит, увеличивается, и, таким образом, увеличивается скорость зарождения перлита.Последовательность событий представлена ​​на схеме:

Бейнитное превращение:

Встречается в углеродистых сталях ниже температуры самой низкой стойкости аустенита. Он начинается с образования зародышей феррита, которые образуются на границах аустенитных зерен. Этот феррит выделяет очень мелкие частицы карбида. Бейнитное превращение начинается после охлаждения аустенита до определенной температуры B S и заканчивается при температуре B F . Превращение между этими температурами неполное, так как оставшийся аустенит превращается в мартенсит при охлаждении.Морфологические особенности бейнита отличаются от перлита. Верхний бейнит перистый, нижний бейнит хвойный.

Мартенситное превращение (бездиффузионное превращение аустенита):

Мартенсит представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в Feα. В системе Fe-C мартенситное превращение происходит только в одном направлении, тогда как во многих других сплавах оно обратимо. Условием образования мартенсита является охлаждение аустенита с такой скоростью, чтобы он заранее не претерпевал превращения в перлит или бейнит.


Вторым условием начала превращения является охлаждение аустенита ниже температуры начала превращения M S . Она постоянна для конкретной стали и не зависит от скорости охлаждения. Условием дальнейшего протекания превращения является снижение температуры.

После превышения температуры конца превращения M f дальнейшее превращение не происходит, несмотря на остаточный аустенит, называемый остаточным аустенитом.

Причиной незавершения конверсии является значительное увеличение объема мартенсита по сравнению с аустенитом.Остаточный аустенит явно не является вредной фазой, поскольку он повышает сопротивление истиранию и поверхностную усталостную прочность, а также снижает склонность к хрупкому разрушению. С точки зрения морфологии структуру мартенсита можно разделить на две основные группы:

  • мартенсит пластинчатый - характеризуется параллельной пластинчатой ​​формой кристаллов, разделенных малоугловыми границами и отсутствием остаточного аустенита между пластинами;
  • мартенсит пластинчатый - состоит из линзовидных пластин различных размеров, разделенных непрореагировавшим аустенитом.

Мартенсит характеризуется высокой твердостью и низкой пластичностью. Твердость зависит в основном от содержания углерода..

Мартенситный распад (при отпуске):

Это основное и наиболее важное изменение, происходящее в закаленной стали. Он протекает при температуре несколько ниже А 1 за время, необходимое для его возникновения, и заключается в распаде мартенсита на смесь фаз, состоящих из феррита и карбидов. При нагреве закаленной стали также происходит превращение остаточного аустенита и превращение е-карбида в цементит.

.

Скачать файл w-9.pdf из темы [Zlec] Индукционный нагреватель для трубы

[Заказать] Индукционный нагреватель для трубы

Господа, тема написана правильно, это:

Лекция 9
Термическая обработка
Мы различаем 3 вида термической обработки:
Термическая обработка, которую мы выполняем по 2 параметрам: t,?
Термохимическая обработка по следующим параметрам:
т, ? и химически активной среды
Термомеханическая обработка, которую мы проводим по следующим параметрам:
т,? и пластическая деформация
1.Наиболее часто используемые операции нормальной механической обработки
Операции закалки и отпуска

Операции отжига

Операции пересыщения и
операции старения

Отжиг:

Закалка:

Пересыщение

5

4 Гомогенизация 900
1.2. поэтапно
1.3. с изотермическими превращениями

Старение

2. нормализация
3. полная
4. не полная
5. сфероидизация
6.размягчение
7. рекристаллизация
8. релаксация

1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.

поверхностная
индукционная
прерывистая
контактная
ванна
электролитическая

пересыщение с последующим
старением называется
закалка
диспергирование
или закалка
осаждение


0,7 отпуск 2,7 2,0004 0,7 низкая (до 250°С)
2.2. средние (до 500°С)
2.3. высокая (свыше 250 °С)
Закалка с последующим низким отпуском называется термической закалкой
Закалка с последующим высоким отпуском называется термическим улучшением
2.Терминология
Операции термической обработки состоят из простых термических обработок, для которых используются
с и терминология (схема на рис. 1:
А - нагрев, Б - нагрев, С - дополнительный нагрев,
Д - нагрев, А+В+С+ D = обогрев,
E - преследование, F - уход, G - преследование,
E + F + G = ходьба

Др.
F
A

G

Схема термической обработки

?[мин]

Очень быстрая ходьба называется охлаждением,
очень медленная ходьба называется охлаждением,
ходьба ниже 0С называется замораживанием.
3. Основные виды операций отжига стали

а) Гомогенизирующий отжиг - заключается в нагреве стали до 1050 -
1250С, нагреве при этой температуре в течение нескольких десятков часов и последующем повторном медленном охлаждении. Целью такого отжига является уменьшение неоднородности химического состава в областях отдельных зерен. Этот отжиг вызывает
значительный рост зерен стали и потери материала из-за окисления и
обезуглероживания поверхностного слоя, который необходимо удалить механической обработкой.

Доктор ин. Jerzy Bielanik

б) Нормализующий отжиг - заключается в нагреве стали на 30 - 50С выше температуры превращения АС3 или АСм
, нагрев при этой температуре в течение 1 часа и затем
медленное хождение на спокойном воздухе. Целью данного отжига является измельчение зерна стали
и получение сбалансированной структуры, влияющей на улучшение механических свойств стали
. Отжиг очень часто используется в качестве термической обработки
перед операцией закалки, а в случае углеродистых сталей в качестве окончательной термической обработки
.
в) Полный отжиг - заключается в нагреве стали на 30 - 50С выше температуры
превращений АС3 или АСм, нагреве при этой температуре в течение 1 часа и охлаждении
вместе с печью. Целью этого отжига является измельчение зерна и получение равновесной структуры
, улучшающей механические свойства стали. Отжиг
применяется для легированных сталей с повышенной прокаливаемостью, которые при ходьбе в спокойном воздухе
частично упрочняются, в результате чего получают не
равновесные структуры, а другие, напр.ферритные, перлитные с бейнитом и мартенситом.
Полный отжиг используется в качестве термической обработки перед закалкой.

т, С

AC3
AC1

?
МС

П
Б

Вк
CTPC диаграмма

?, п.

Второй вид полного отжига заключается в нагреве стали на 30 - 50С выше температуры превращения
АС3 или АСм, нагрев при этой температуре в течение 1 часа
и следующая закалка стали
при температуре наименьшей прочности аустенита
прошла (ок.550С). Для проведения этого вида отжига необходимы 2 печи, одна для нагрева и одна для выпуска шихты.

T, C

AC3
AC1

?
MS

P
B

Диаграмма CTPi

?, Sec

Др. Jerzy Bielanik

г) Сфероидизирующий отжиг – заключается в нагреве стали до температуры превращения
АС1/АСм, качающемся отжиге при температуре ? 20°C при температуре
AC3/ACm (723C), чередующейся в течение нескольких десятков часов, а затем гуляющей в
спокойном воздухе.Целью этого отжига является получение зернистой структуры цементита
в ферритной матрице, обеспечивающей наименьшую возможную твердость для высокоуглеродистых сталей
, т.е. сталей, содержащих более 0,6% С. Отжиг применяют для облегчения механической обработки твердых сталей или для дальнейшей термической обработки.
д) Рекристаллизационный отжиг - заключается в нагреве стали выше температуры рекристаллизации
, но ниже температуры превращения АС1, нагреве при этой температуре в течение
несколько десятков минут, а затем выгуливании на спокойном воздухе.
Целью отжига является устранение последствий работы-дробления после холодной штамповки стали
(восстановление зернистой структуры, восстановление пластических и прочностных свойств
). Отжиг используется в качестве межоперационной обработки перед
последовательными циклами операций пластической обработки или в качестве окончательной термообработки после завершения
операций пластической обработки.
f) Отжиг под напряжением - заключается в нагреве стали ниже температуры, вызывающей
структурных изменений стали (всегда ниже температуры превращения АС1), нагреве при этой температуре
в течение нескольких часов, а затем медленном прохождении в неподвижном воздухе или с печью .
Цель отжига состоит в том, чтобы свести к минимуму напряжения, не вызывая
структурных изменений в стали. Отжиг применяют для сварных изделий, после пластической обработки, отливок, после завершения некоторых термических операций - всегда перед окончательной механической обработкой
.
4. Закалка стали
Различают объемную закалку и поверхностную закалку.
Объемная закалка - заключается в нагреве изделия из стали по всему сечению
(сзади) до температуры аустенизации (на 30 - 50С выше температуры превращения
АС3/АСм), нагреве при этой температуре и последующем охлаждении/охлаждении при скорость
не ниже скорости критической для получения мартенситной структуры.После закалки стали
получены высокие твердость и прочность стали, а также ее пониженная пластичность
.

Температура нагрева стали при закалке

Др. Ежи Беляник

T, C

AC3
AC1
?

П

Б

МС
Вк

?, п.

Процесс охлаждения стали в режиме непрерывной закалки
Различают следующие варианты объемной закалки:
Нормальная, заключающаяся в температуры окружающей среды до
закалка
Постепенная, заключающаяся в приближении стальных изделий от температуры закалки
до температуры несколько выше температуры мартенситного превращения (МС)
, закалке при этой температуре в течение времени
, необходимого для выравнивания температуры между поверхность и ядро ​​
, а затем охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды.Подход и закалка изделий
осуществляются в расплавах солей
, нагретых до температуры несколько выше МС.
Постепенное упрочнение снижает самонапряжение, снижает риск образования трещин закалки
и снижает деформацию закаленных деталей
. Этот вид закалки применяют для изделий из стали
с достаточно высокой прокаливаемостью и сложной формы.
С изотермическим (бейнитным) превращением, заключающимся в обработке изделий из стали
от температуры закалки до температуры
, несколько превышающей температуру мартенситного превращения (МС), охлаждении при этой температуре
за время, необходимое для завершения бейнитного превращения, и затем
на воздухе, затем до температуры окружающей среды.Закалка с изотермическим превращением
снижает риск деформации и трещин в процессе закалки
даже больше, чем ступенчатая закалка.

Виды твердения:

а) обычное,

б) постепенное, в) с изотермическим превращением

Др. Jerzy Bielanik

Самонапряжение, возникающее при термической обработке
Самонапряжение является результатом разной плотности материала, которая может
быть вызвана разницей температур или разницей в структуре поверхности и сердцевины
нагретого или охлажденного товар.
Напряжения, вызванные разницей температур, называются термическими напряжениями. Чем быстрее нагревается или ходит груз, тем больше разница температур
между поверхностью и сердцевиной.

Объемный нагрев шихты в печи:
а) медленный нагрев - нагрев шихты вместе с печью,
б) нагрев шихты в печи, нагретой до заданной температуры,
в) нагрев шихты в нагретой печи до температуры выше заданной.

Самонапряжение, вызванное фазовыми (структурными) превращениями, называется
структурным напряжением.Эти напряжения возникают в результате разной плотности (?=[Г/см3])
фаз, составляющих структуру материала до и после превращения, например: ?Fe?'? ?Фе? ? "Фе".
Если?Fe? ? "Фе?" это означает, что продукт с аустенитной структурой после превращения в
мартенситных структур занимает больший объем.

Доктор ин. Jerzy Bielanik

Поверхностная закалка - заключается в быстром нагреве тонкого
поверхностного слоя стальных изделий (0,2 - 5 мм) до температуры аустенизации (примерно с целью получения мартенситной структуры на поверхности изделия
и структуры не твердеет под поверхностью.
В зависимости от способа нагрева стальных изделий различают следующие
способы закалки:
последующая закалка
индукционная
ванна,
контактная
электролитическая

а)

б)

в)

а) - закалка одновременная пост-закалка ротационная
в) пост-закалка подача-ротационная

Принцип индукционной закалки

Через катушку, называемую индуктором, протекает переменный ток. Вок катушки создает переменное магнитное поле
.В объекте в виде стержня из ферромагнитного материала
, помещенного внутрь катушки, линии переменного магнитного поля
индуцируют переменный ток аналогичной частоты. По мере увеличения частоты тока
в катушке наведенный ток концентрируется во все более узком поверхностном слое вала, достигая интенсивности
, достаточной для быстрого нагрева его верхнего слоя. Чем выше частота тока
, тем менее толсто прогрет слой. После
нагревания в вакууме происходит закалка верхнего
слоя.

Доктор ин. Jerzy Bielanik

Поточно-токарная индукционная закалка

5. Отпуск закаленных сталей
После закалки стали проводят ее отпуск, обязательно при температуре ниже
Ас1 температуры превращения, обычно в течение 2 часов. После отпуска используется медленная ходьба 9007. Исключение составляют стали для закалки и отпуска без молибдена - они чувствительны к хрупкому отпуску
второго типа, которые после высокого отпуска быстро переходят в закалочное масло.При этом после отпуска стали
отжиг следует проводить при температуре не выше 400°С.
Различают:
Низкий отпуск при температуре 150 - 250°С.
В интервале температур 80 - 200°С из пересыщенного углеродом мартенсита (тетрагонального)
выделяется избыточный углерод в виде карбида. Тетрагональный мартенсит после уменьшения степени пересыщения углеродом становится регулярным. После превышения температуры 200°С в сталях
с содержанием С более 0,6% происходит превращение остаточного аустенита
в низкоотпущенный мартенсит, представляющий собой смесь гетерогенного раствора углерода
в Fe? с хвойной структурой и очень мелкими частицами сибирской язвы.Целью этого отпуска
является снижение закалочных напряжений при сохранении высокой твердости
. Низкий отпуск применяют для изделий из высокоуглеродистой стали
и науглероженных изделий.
Средний отпуск при 250 - 500°С
В интервале температур 250 - 300°С мартенсит продолжает выделять карбид?
и одновременно завершается превращение остаточного аустенита в мартенсит. В интервале температур
300 - 400°С из мартенсита выделяется избыточный углерод в виде
цементита и одновременно карбида? превращается в цементит.В результате
процесса осаждения угля из мартенсита происходит значительное снижение остаточных напряжений.
Выше температуры 400°С начинаются процессы коалесценции выделений цементита.
Полученная структура (смесь хвойного
гетерогенного раствора углерода в Fe и очень мелких частиц цементита Fe3C) называется
среднеразбавленным мартенситом. Средний отпуск используется для пружин, пружин и инструментов из
, от которых требуется высокая прочность и упругость при несколько сниженной твердости.

Доктор ин. Ежи Беланик

Высокий отпуск при температурах 500 - 650°С
В интервале температур 500 - 650°С происходят структурные изменения, заключающиеся в коагуляции
(округление выделений) и коалесценции (рост более крупных выделений и исчезновение более мелких)
отделенного цементита частицы и заживление и перекристаллизация игольчатого мартенсиса, который
принимает форму перьев. Мы называем структуры сорбитол.
Высокий отпуск применяют для изделий из среднеуглеродистой стали
с целью придания им высокой ударной вязкости и предела текучести при пониженной твердости.
Хрупкий отпуск
Хрупкий отпуск первого типа - происходит после отпуска стали
при температуре 300 - 350°С. Хрупкость 300 вызвана наличием сибирской язвы? и
разделение загрязняющих веществ мышьяком, сурьмой и оловом. Отпуск стали
в интервале температур 300 - 350°С избегают.
Хрупкость второго вида отпуска - возникает после отпуска стали
при 400 - 600°С (наибольшая интенсивность хрупкости возникает после отпуска стали
при 500 - 525°С).Эта хрупкость возникает у легированных закалочных сталей, химический состав которых не содержит 0,2 - 0,4 % Mo или 0,4 - 0,8 % W.
Отпуск сталей, склонных к хрупкости второго типа, проводят при
, превышающем 600°С, а затем их подвергаются быстрому охлаждению в масле, что при
сокращает время пребывания стали в интервале температур, вызывающих хрупкость.
Примеры структур нелегированных сталей - в зависимости от концентрации углерода
и термической обработки
Термическая обработка
После отжига
нормализация
Закалка (Н)
Н + О (низкая)

Н + О (средняя)
Н + Высокая
H + O (700 - Ac1)

C <= 0,6%
Ферритно-перлитный
Мартенсит

Стальная конструкция
C = 0,61 0,8%
Перлитный

C? 0,8% Перлитный

Fe3CII мартенсит + аустенит szcztkowy

niskoodpuszczony мартенсит + аустенит szcztkowy


мартенсит + аустенит szcztkowy Fe3CII
мартенсит закаленного niskoMartenzyt niskoodpuszczony
+
+
аустенит szcztkowy Fe3CII
rednioMartenzyt мартенсит закаленного rednioMartenzyt rednioodpuszczony

закаленных + Fe3CII
Сорбит
Сорбит
Сорбит + + Fe3CII
Сфероидит (зерна феррита содержат сфероидальные частицы цементита)

6.Пересыщение и старение металлических сплавов
Металлические сплавы, не проявляющие аллотропных изменений, в том числе аустенитные и ферритные стали
, не подвержены закалке.
Если такие сплавы характеризуются переменной растворимостью одного из компонентов
в твердом растворе, они могут подвергаться дисперсионному твердению
(упрочнению) в результате следующих операций: пересыщения, а затем старения.

Доктор ин. Jerzy Bielanik

Схема процесса дисперсионного твердения (пересыщение и старение) металлического сплава, в котором
проявляет повышенную растворимость компонента В в твердом растворе
при нагреве.
Пересыщение заключается в нагреве сплава на 30 - 50°С выше предела растворимости в
с целью растворения отделившегося компонента в твердом растворе, нагревании его при этой температуре
и последующем быстром охлаждении. В результате пересыщения получается
однофазных структур твердого раствора. Сплавы в пересыщенном состоянии проявляют пониженные прочностные свойства и повышенные пластические свойства.

Температура нагрева в операции пересыщения сплава «I»
Влияние температуры и времени старения на изменения в сплаве
Старение заключается в нагреве ранее пересыщенного сплава до температуры ниже
предела растворимости, нагреве при этой температуре и охлаждая его.При отжиге
из пересыщенного раствора выделяется избыток растворенного компонента В
в виде частиц дисперсии фазы AnBm, богатой компонентом В. Старение вызывает повышение прочности сплава и снижение его пластичности. С повышением температуры старения упрочняющий эффект сплава снижается. Повышение температуры старения сокращает время, необходимое сплаву для достижения максимальной прочности.

Доктор ин. Ежи Беляник 9000 5
Скачать файл - ссылка на пост
.

Отпуск (металлургия) — ru.wikitechguide.com

Процесс термической обработки, применяемый для повышения твердости сплавов на основе железа

Сталь различной закалки. Полученные различные цвета указывают на температуру, до которой была нагрета сталь. Светло-соломенный указывает на 204 ° C (399 ° F), а светло-голубой указывает на 337 ° C (639 ° F).

Starting — это процесс термической обработки, используемый для повышения твердости сплавов на основе железа. Отпуск обычно выполняется после закалки, чтобы уменьшить часть чрезмерной твердости, и осуществляется путем нагревания металла до определенной температуры ниже критической точки в течение определенного периода времени, а затем позволяет ему охлаждаться на воздухе.Точная температура определяет количество удаляемой твердости и зависит как от конкретного состава сплава, так и от желаемых свойств готового продукта. Например, очень твердые инструменты часто закаляются при низких температурах, а пружины закаляются при гораздо более высоких температурах.

Введение

Микрофотография мартенсита, очень твердой микроструктуры, образующейся при закалке стали. Отпуск снижает твердость мартенсита, превращая его в различные формы отпущенного мартенсита.

Отпуск — это метод термической обработки, применяемый к сплавам железа, таким как сталь или чугун, для получения большей пластичности за счет снижения твердости сплава. Снижение твердости обычно сопровождается повышением пластичности, что снижает хрупкость металла. Отпуск обычно производят после закалки, т. е. быстрого охлаждения металла, чтобы довести его до наиболее прочного состояния. Отпуск осуществляется контролируемым нагревом закаленной заготовки до температуры ниже ее «критической нижней температуры».Ее также называют более низкой температурой перехода или более низкой температурой удерживания (A 1 ); температура, при которой кристаллические фазы сплава, называемые ферритом и цементитом, начинают объединяться, образуя однофазный твердый раствор, называемый аустенитом. Нагрева выше этой температуры избегают, чтобы не разрушить очень твердую закаленную микроструктуру, называемую мартенситом.

Точный контроль времени и температуры в процессе отпуска имеет решающее значение для достижения желаемого баланса физических свойств.Низкие температуры отпуска могут только смягчить внутренние напряжения, уменьшить хрупкость при сохранении большей части твердости. Более высокие температуры отпуска приводят к большему снижению твердости, жертвуя определенным пределом текучести и пределом прочности на растяжение для повышения гибкости и пластичности. Однако для некоторых низколегированных сталей, содержащих другие элементы, такие как хром и молибден, отпуск при низких температурах может повысить твердость, а при более высоких температурах твердость уменьшится.Многие стали с высоким содержанием этих легирующих элементов ведут себя как дисперсионно-твердеющие сплавы, которые в условиях закалки и отпуска оказывают противоположное действие, и называются мартенситностареющими сталями.

В углеродистых сталях отпуск изменяет размер и распределение карбидов в мартенсите с образованием микроструктуры, известной как «мартенсит отпуска». Отпуск также проводится на стандартных сталях и чугунах для повышения пластичности, обрабатываемости и ударной вязкости.Сталь обычно подвергают однородному отпуску, так называемому «сквозному отпуску», который дает почти однородную твердость, но иногда нагревают неравномерно, так называемому «дифференциальному отпуску», который вызывает изменение твердости.

История

Закалка — древний метод термической обработки. Самый старый известный пример закаленного мартенсита - это кирка, найденная в Галилее, датируемая примерно 1200–1100 годами до нашей эры. Этот процесс использовался во всем древнем мире, от Азии до Европы и Африки.В древности было опробовано множество различных охлаждающих ванн и закалочных ванн, начиная от закалки мочой, кровью или металлами, такими как ртуть или свинец, но процесс закалки оставался относительно неизменным на протяжении веков. Тушение часто путают с гашением, и этот термин часто используется для описания обоих методов. В 1889 году сэр Уильям Чандлер Робертс-Остен писал: «Между словами «темперамент», «темперамент» и «нрав» в трудах даже выдающихся авторитетов до сих пор существует так много недоразумений, что хорошо бы бережно хранить старые слова с определения в виду.Я буду использовать слово «затвердевание» в том же смысле, что и «размягчение».

Терминология

В металлургии есть много терминов, которые имеют очень специфическое значение в этой области, но если смотреть со стороны, они могут быть неясны. Термины «твердость», «ударопрочность», «твердость» и «прочность» могут иметь множество различных значений, что иногда затрудняет понимание их конкретного значения. Некоторые из встречающихся терминов и их подробные определения:

  • Прочность: Сопротивление остаточной деформации и разрыву.Прочность в металлургии до сих пор является довольно расплывчатым термином, поэтому ее обычно делят на предел текучести (предел прочности, при превышении которого деформация становится постоянной), предел прочности при растяжении (предел прочности на разрыв), предел прочности при сдвиге (сопротивление силам сдвига или резания) и предел прочности при сжатии ( устойчивость к упругому укорочению под нагрузкой).
  • Твердость: Сопротивление растрескиванию, измеренное с помощью теста Шарпи. Твердость часто увеличивается с уменьшением прочности, потому что материал, который изгибается, с меньшей вероятностью сломается.
  • Твердость: Устойчивость поверхности к царапинам, истиранию или вмятинам. В обычных металлических сплавах существует линейная зависимость между питтинговой твердостью и пределом прочности при растяжении, что облегчает измерение последнего.
  • Хрупкость: Хрупкость описывает склонность материала к растрескиванию перед изгибом или деформацией упруго или пластически. Хрупкость увеличивается по мере уменьшения твердости, но также сильно зависит от внутренних напряжений.
  • Пластичность: Способность формироваться, изгибаться или деформироваться таким образом, чтобы самопроизвольно не возвращаться к своей первоначальной форме.Он пропорционален пластичности или пластичности вещества.
  • Гибкость: Также называемая гибкостью, это способность деформироваться, изгибаться, сжиматься или растягиваться и возвращаться к своей первоначальной форме при снятии внешнего напряжения. Упругость обратно пропорциональна модулю Юнга материала.
  • Ударопрочность: обычно синоним высокой прочности, это способность выдерживать ударную нагрузку с минимальной деформацией.
  • Износостойкость: обычно синоним твердости, устойчивость к эрозии, абляции, сколам или истиранию.
  • Структурная целостность: способность выдерживать максимальную номинальную нагрузку при одновременном сопротивлении разрушению, усталостной прочности и минимальному изгибу или прогибу для обеспечения максимального срока службы.

Углеродистая сталь

Очень немногие металлы реагируют на термическую обработку так же или в той же степени, что и углеродистая сталь, а свойства термической обработки углеродистой стали могут сильно различаться в зависимости от легирующих элементов.Сталь можно размягчить до высокопластичного состояния путем отжига или закалить до состояния, столь же твердого и хрупкого, как стекло, путем закалки. Однако в закаленном состоянии сталь обычно слишком хрупкая и не обладает вязкостью разрушения, чтобы ее можно было использовать в большинстве применений. Закалка — это метод, используемый для снижения твердости и, таким образом, повышения пластичности закаленной стали, чтобы придать металлу некоторую эластичность и пластичность. Это позволяет металлу гнуться перед тем, как сломаться.В зависимости от степени отпуска сталь может изгибаться упруго (сталь возвращается к своей первоначальной форме после снятия нагрузки) или пластически (сталь не возвращается в исходную форму, что приводит к остаточной деформации). перед переломом. Закалка используется для точного баланса механических свойств металла, таких как прочность на сдвиг, предел текучести, твердость, пластичность и прочность на растяжение, для достижения любой комбинации свойств, что делает сталь пригодной для широкого спектра применений.Такие инструменты, как молотки и гаечные ключи, требуют хорошей устойчивости к истиранию, ударам и деформации. Пружины не требуют такой высокой износостойкости, но должны упруго деформироваться без разрушения. Автозапчасти обычно немного менее долговечны, но перед тем, как сломаться, они должны пластически деформироваться.

За исключением редких случаев, когда требуется максимальная твердость или износостойкость, например, при производстве напильников из незакаленной стали, закаленная сталь почти всегда подвергается некоторому отпуску.Однако иногда сталь отжигают в процессе, называемом нормализацией, в результате чего сталь остается лишь частично размягченной. Нормализованную сталь иногда закаляют для ее дальнейшего размягчения, повышения пластичности и обрабатываемости, что облегчает металлообработку. Закалка также может быть использована для сварной стали, чтобы уменьшить некоторые напряжения и чрезмерную твердость, возникающую в зоне термического влияния вокруг сварного шва.

Закаленная сталь

Отпуск чаще всего проводят на стали, которая была нагрета выше верхнего критического значения (А 3 ) и затем быстро охлаждена в процессе, называемом закалкой, с использованием таких методов, как погружение горячей стали в воду, масло или принудительный воздух.Закаленная сталь, помещенная в максимально твердые условия или очень близкие к ним, затем закаляется для постепенного снижения твердости до уровня, более подходящего для желаемого применения. Твердость закаленной стали зависит как от скорости охлаждения, так и от состава сплава. Высокоуглеродистая сталь достигает гораздо более твердого состояния, чем низкоуглеродистая сталь. Точно так же отпуск высокоуглеродистой стали до определенной температуры дает сталь, которая намного тверже, чем низкоуглеродистая сталь, отпущенная при той же температуре.Время выдержки при температуре отпуска также имеет значение. Отпуск при несколько повышенной температуре в течение более короткого времени может иметь тот же эффект, что и отпуск при более низкой температуре в течение более длительного периода. Время отпуска варьируется в зависимости от содержания углерода, размера и желаемого использования стали, но обычно составляет от нескольких минут до нескольких часов.

Отпуск закаленной стали при очень низких температурах, от 66 до 148 °C (от 151 до 298 °F), обычно не дает особого эффекта, кроме небольшого снижения некоторых внутренних напряжений и снижения хрупкости.Отпуск при более высоких температурах, от 148 до 205°С (от 298 до 401°F), приведет к небольшому снижению твердости, но прежде всего снизит многие внутренние напряжения. В некоторых низколегированных сталях отпуск в диапазоне 260 и 340 ° C (500 и 644 ° F) снижает ударную вязкость и увеличивает хрупкость, и его называют диапазоном «отпущенной мартенситной хрупкости» (TME). За исключением кузнечного дела, этого диапазона обычно избегают. Сталь, от которой требуется большая прочность, чем ударная вязкость, например инструментальная, обычно не подвергается отпуску выше 205°C (401°F).Вместо этого изменение твердости обычно вызывается только изменением времени отпуска. Когда требуется повышенная ударная вязкость за счет прочности, используются более высокие температуры отпуска, от 370 до 540 ° C (от 698 до 1004 ° F). Закалка при еще более высоких температурах, от 540 до 600 °C (от 1004 до 1112 °F), обеспечивает превосходную ударную вязкость, но с резким снижением прочности и твердости. При температуре 600°С (1112°F) сталь может испытывать другую стадию хрупкости, называемую «отпускной хрупкостью» (ТЕ), которая возникает, когда сталь слишком долго выдерживается в диапазоне температур отпускной хрупкости.При нагреве выше этой температуры сталь обычно долго не выдерживается и быстро остывает, чтобы избежать отпускной хрупкости.

Стандартная сталь

Сталь, нагретая выше верхней критической температуры и затем охлажденная на воздухе, называется стандартной сталью. Стандартная сталь состоит из зерен перлита, мартенсита и иногда бейнита, смешанных вместе в микроструктуре. В результате получается сталь, которая намного прочнее, чем полностью отожженная сталь, и намного тверже, чем закаленная закаленная сталь.Однако иногда при снижении выносливости требуется дополнительная выносливость. Закалка обеспечивает способ тщательного снижения твердости стали, тем самым увеличивая ударную вязкость до более желательного уровня. Литую сталь часто нормализуют, а не отжигают, чтобы уменьшить величину деформации, которая может возникнуть. Отпуск может еще больше снизить твердость, повысив пластичность до уровня, более похожего на отожженную сталь. Для углеродистых сталей отпуск часто используется с аналогичными результатами.Этот процесс, известный как «нормализация и отпуск», часто используется с такими сталями, как углеродистая сталь 1045 или большинство других сталей, содержащих от 0,35 до 0,55% углерода. Эти стали после нормализации обычно подвергают отпуску для повышения прочности и снижения внутренних напряжений. Это может сделать металл более подходящим для предполагаемого использования и с ним будет легче работать.

Сварная сталь

Сталь, сваренная дуговой, газовой или любым другим способом, кроме кузнечной сварки, подвергается воздействию тепла в процессе сварки в определенной области.Эта локализованная область, известная как зона термического влияния (ЗТВ), состоит из стали, твердость которой значительно различается: от нормализованной стали до стали почти такой же твердой, как закаленная сталь, вблизи края этой зоны термического влияния. Термическая усадка, вызванная неравномерным нагревом, затвердеванием и охлаждением, вызывает внутренние напряжения в металле как внутри, так и вокруг сварного шва. Вместо снятия напряжения иногда используется отпуск (даже нагрев и охлаждение всего объекта чуть ниже точки A) 1 температуры), чтобы уменьшить внутреннее напряжение и уменьшить хрупкость вокруг сварного шва.Локальный отпуск часто используется для сварных швов, когда структура слишком велика, сложна или иным образом слишком неудобна для равномерного нагрева всего объекта. Температуры отпуска для этой цели обычно составляют около 205°C (401°F) и 343°C (649°F).

Закалить и успокоить

Современная арматура с пределом прочности 500 МПа может быть изготовлена ​​из дорогостоящей микролегированной стали или методом закалки и самоотпуска (ЗСТ). После того, как пруток выходит из последнего прохода прокатки, где придается окончательная форма прутка, прут затем опрыскивается водой, которая делает внешнюю поверхность прутка более жесткой.Скорость стержня и количество воды тщательно контролируются, чтобы сердцевина стержня оставалась незакаленной. Затем горячий сердечник закаляет уже затвердевшую внешнюю часть, придавая стержню высокую прочность, но также и некоторую степень ударной вязкости.

Кузнечное дело

Основная статья: Кузнечное дело

Первоначально закалка была процессом, используемым и разработанным кузнецами (фальсификаторами железа). Этот процесс, скорее всего, был разработан хеттами Анатолии (сегодняшняя Турция) в 12 или 11 веках до нашей эры.Без знания металлургии закалка изначально разрабатывалась методом проб и ошибок.

Поскольку до современности существовало мало методов точного измерения температуры, о температуре обычно судили по цветам закалки металла. Закалка часто включала нагрев над древесным углем, в угольной горне или огнем, поэтому поддержание работы при точно правильной температуре в течение нужного периода времени обычно было невозможно. Закалка обычно производилась путем медленного равномерного перегрева металла по цвету с последующим немедленным охлаждением на свежем воздухе или погружением в воду.Это имело тот же эффект, что и нагрев при нужной температуре в нужное время, и позволяло избежать хрупкости за счет отпуска за короткий промежуток времени. Однако, несмотря на то, что для отпуска существуют цветовые шкалы, этот метод отпуска обычно требует большой практики, чтобы усовершенствовать его, поскольку окончательный результат зависит от многих факторов, включая состав стали, скорость ее нагрева, тип источника тепла (окисление или науглероживание), скорости охлаждения, масляных слоев или загрязнения поверхности и многих других обстоятельств, которые варьируются в зависимости от кузнеца и даже от выполняемой задачи.Толщина стали тоже играет роль. С более толстыми объектами легче просто нагреть поверхность до нужной температуры, прежде чем тепло сможет проникнуть через нее. Тем не менее, очень толстые компоненты могут не полностью отверждаться во время затвердевания.

Цветная закалка

Куски плоской стали, закаленные на всю глубину. Первый слева - стандартная сталь. Второй – закаленный, неотпущенный мартенсит. Остальные куски закаливали в печи до соответствующей температуры в течение одного часа каждый.Эти «шаблоны закалки» иногда используются кузнецами для сравнения, чтобы убедиться, что работа закалена до соответствующего цвета.

Если сталь была свежеотшлифована, отшлифована или отполирована, при нагревании на ее поверхности образуется оксидная пленка. По мере повышения температуры стали увеличивается и толщина оксида железа. Хотя оксид железа обычно непрозрачен, такие тонкие слои пропускают свет, отражаясь как от верхней, так и от нижней поверхностей слоя.Это вызывает явление, называемое тонкопленочной интерференцией, которое вызывает появление цвета на поверхности. Поскольку толщина этого слоя увеличивается с температурой, он вызывает изменение цвета от очень светло-желтого до коричневого, затем фиолетового, а затем синего. Эти цвета появляются при очень точных температурах и обеспечивают кузнеца очень точным датчиком температуры. Различные цвета, соответствующие температуры и некоторые из их применений:

  • Бледно-желтый - 176°C (349°F) - граверы, бритвы, скребки
  • Светло-соломенный - 205°C (401°F) - сверла для расширителей горных пород , пилы по металлу
  • Темная солома - 226°С (439°F) - чертилки, строгальные ножи
  • Коричневый - 260°С (500°F) - метчики, плашки, сверла, молотки, резцы
  • Фиолетовый - 282°С (540°F) - Хирургические инструменты, пробойники, инструменты для резьбы по камню
  • Темно-синий - 310°C (590°F) - Отвертки, гаечные ключи
  • Светло-синий - 337°C (639°F) - пружины, пилы для резки дерево
  • Серо-голубой - 371 °C (700 °F) и более - конструкционная сталь

Помимо серо-голубого цвета, оксид железа теряет свою прозрачность и о температуре уже нельзя судить таким образом.Толщина слоя также со временем будет увеличиваться, что является еще одной причиной перегрева и немедленного охлаждения. Сталь в закалочной печи, выдержанная при температуре 205°C (401°F) в течение длительного времени, начнет становиться коричневой, фиолетовой или синей, даже если температура не превысила температуру, необходимую для получения светло-соломенного цвета. Окислительные или науглероживающие источники тепла также могут повлиять на конечный результат. Слой оксида железа, в отличие от ржавчины, также защищает сталь от коррозии за счет пассивации.

Дифференциальная закалка

Основная статья: Дифференциальная закалка

Разнокалиберный меч. Центр закален до упругой твердости, а края закалены чуть больше, чем молоток.

Дифференциальный отпуск — это метод обеспечения различной степени отпуска для разных частей стали. Этот метод часто используется в кузнечном деле для изготовления ножей и мечей, чтобы обеспечить очень твердую кромку и смягчить заднюю часть или центр лезвия.Это увеличивает прочность, сохраняя при этом очень твердую, острую, ударопрочную кромку, что помогает предотвратить растрескивание. Эта техника была более распространена в Европе, в отличие от методов дифференциальной закалки, более распространенных в Азии, таких как японское фехтование.

Дифференциальная закалка представляет собой воздействие тепла только на часть лезвия, обычно на заднюю или центральную часть обоюдоострых лезвий. У однолезвийных лезвий тепло, часто в виде пламени или раскаленного стержня, передается только на тыльную сторону лезвия.Затем за лезвием внимательно наблюдают, пока цвета закалки формируются и медленно движутся к краю. Затем тепло удаляют до того, как бледно-соломенный цвет достигнет края. Цвета будут продолжать двигаться к краю в течение короткого времени после удаления тепла, поэтому кузнец имеет тенденцию удалять тепло немного раньше, чтобы бледно-желтый цвет достигал только края и не распространялся дальше. Аналогичный метод используется с обоюдоострыми лезвиями, но к центру лезвия прикладывается источник тепла, позволяя цветам ползти к каждому краю.

Прерывистая закалка

Методы прерывистой закалки часто называют отпуском, хотя эти процессы сильно отличаются от традиционной закалки. Эти методы заключаются в закалке до определенной температуры, которая выше начала мартенсита (М. s ), и последующем выдерживании его при этой температуре в течение длительного времени. В зависимости от температуры и времени это позволяет либо сформировать чистый бейнит, либо подавить образование мартенсита до тех пор, пока не уменьшится большая часть внутреннего напряжения.Эти методы известны как закалка и отпуск.

Аустенизация

Основная статья: Аустенизация

График преобразования время-температура (ТТТ). Красная линия показывает кривую охлаждения для закалки.

Austempering — это метод, используемый для создания чистого бейнита, переходной микроструктуры, встречающейся между перлитом и мартенситом. При нормализации как верхний, так и нижний бейнит обычно смешивают с перлитом. Чтобы избежать образования перлита или мартенсита, сталь закаливают в ванне с расплавленными металлами или солями.Это быстро охлаждает сталь за пределами точки, где может образоваться перлит, вплоть до области образования бейнита. Затем сталь выдерживают при температуре формирования бейнита после точки, в которой температура достигает равновесия, до тех пор, пока бейнит не сформируется полностью. Затем сталь вынимают из ванны и охлаждают на воздухе без образования перлита или мартенсита.

В зависимости от температуры выдержки при закалке можно получить верхний или нижний бейнит. Верхний бейнит представляет собой слоистую структуру, образующуюся обычно при температурах выше 350 ° C (662 ° F), и имеет гораздо более твердую микроструктуру.Нижний бейнит представляет собой игольчатую структуру, получаемую при температуре ниже 350°С, более прочную, но гораздо более хрупкую. В обоих случаях холодная закалка дает большую прочность и ударную вязкость при заданной твердости, которая в основном определяется составом, а не скоростью охлаждения, и снижает внутренние напряжения, которые могут привести к разрушению. Это дает сталь с отличной ударной вязкостью. Современные пробойники и долота часто закалены. Поскольку при закалке мартенсит не образуется, сталь не требует дальнейшего отпуска.

Закалка на мартенсит

Основная статья: Закалка на мартенсит

Закалка до закалки аналогична закалке с аустенитным отпуском в том, что сталь закаливают в ванне с расплавленным металлом или солью для ее быстрого охлаждения за пределами диапазона образования перлита. Однако в случае мартенсита цель состоит в том, чтобы получить мартенсит, а не бейнит. Сталь закаливается до гораздо более низкой температуры, чем при закалке; несколько выше начальной температуры мартенсита. Затем металл выдерживают при этой температуре до тех пор, пока температура стали не достигнет равновесия.Затем сталь вынимают из ванны до образования какого-либо бейнита, а затем дают ей остыть на воздухе, превращая ее в мартенсит. Охлаждающая пауза позволяет снять большую часть внутренних напряжений до образования мартенсита, снижая хрупкость стали. Однако закалочные стали обычно требуют дальнейшего отпуска для регулирования твердости и ударной вязкости, за исключением редких случаев, когда требуется максимальная твердость, а сопутствующая хрупкость не требуется.Современные файлы часто подвергаются закалке.

Физические процессы

Отпуск включает в себя трехэтапный процесс, в котором нестабильный мартенсит распадается на феррит и нестабильные карбиды и, наконец, на стабильный цементит, создавая различные стадии микроструктуры, известной как отпущенный мартенсит. Мартенсит обычно состоит из полос (полос) или пластин, иногда имеющих вид игольчатых или линзовидных. В зависимости от содержания углерода он также содержит определенное количество «остаточного аустенита».Остаточный аустенит представляет собой кристаллы, которые не способны превращаться в мартенсит даже после закалки ниже мартенситной конечной температуры (M fa ). Увеличение содержания сплавов или углерода вызывает увеличение остаточного аустенита. Аустенит имеет гораздо более высокую энергию дефекта упаковки, чем мартенсит или перлит, что снижает износостойкость и увеличивает вероятность задира, хотя некоторая или большая часть остаточного аустенита может быть преобразована в мартенсит путем холодной и криогенной обработки перед отпуском.

Мартенсит образуется при бездиффузионном превращении, при котором превращение происходит за счет касательных напряжений, образующихся в кристаллических решетках, а не за счет химических превращений, происходящих при осаждении. Напряжения сдвига вызывают множество дефектов или «дислокаций» между кристаллами, создавая менее напряженные области для миграции углерода. При нагревании атомы углерода сначала мигрируют к этим дефектам, а затем начинают образовывать неустойчивые карбиды. Это уменьшает количество общего мартенсита за счет преобразования его части в феррит.Дальнейшее нагревание еще больше уменьшает мартенсит, превращая нестабильные карбиды в стабильный цементит.

Первый этап отпуска – от комнатной температуры до 200°C (392°F). На первом этапе углерод осаждается в ε-углерод (Fe 2,4 DO). На втором этапе, происходящем между 150 ° C (302 ° F) и 300 ° C (572 ° F), остаточный аустенит превращается в форму более низкого ε-содержащего углеродсодержащего бейнита вместо цементита (архаично называемый «троостит»). ").Третья стадия протекает при температуре 200°С (392°F) и выше. На третьей стадии ε-углерод осаждается в цементит, и содержание углерода в мартенсите падает. При отпуске при более высоких температурах, от 650°С (1202°F) до 700°С (1292°F), или в течение длительного времени мартенсит может стать полностью ферритным, а цементит может стать более грубым или сфероидальным. В сфероидизированной стали цементитная сетка рвется и стягивается в стержни или сферические шарики, и сталь становится мягче, чем отожженная сталь; почти такой же мягкий, как чистое железо, что делает его очень легким для формовки или обработки.

Хрупкость

Хрупкость возникает во время отпуска, когда твердость стали увеличивается, а ударная вязкость уменьшается в определенном температурном диапазоне, в отличие от нормального снижения твердости, которое происходит по обе стороны этого диапазона. Первый тип называется охрупчиванием отпущенного мартенсита (TME) или одностадийным охрупчиванием. Второй называется отпускной хрупкостью (ТЕ) или двухстадийной хрупкостью.

Одноступенчатая хрупкость обычно возникает в углеродистой стали при температурах от 230 °C (446 °F) до 290 °C (554 °F) и исторически называлась «хрупкостью 500 градусов [по Фаренгейту]».Эта хрупкость возникает из-за выделения игл или видманштеттовых пластин из цементита в пределах межслоевых мартенситных границ. Примеси, такие как фосфор, или легирующие добавки, такие как марганец, могут увеличить хрупкость или изменить температуру, при которой она возникает. Этот тип хрупкости является постоянным и может быть уменьшен только путем нагревания выше верхней критической температуры и последующей закалки. Однако для формирования этих микроструктур обычно требуется час или больше, поэтому они обычно не представляют проблемы при кузнечной закалке.

Двухстадийная хрупкость обычно возникает в результате старения металла в критической области температур или при медленном охлаждении в этой области Для углеродистых сталей обычно между 370°С (698°F) и 560°С (1040°F) F), хотя загрязняющие вещества, такие как фосфор и сера, резко усиливают эффект. Обычно это происходит потому, что загрязнители могут мигрировать к границам зерен, создавая слабые места в структуре. Хрупкости часто можно избежать путем быстрого охлаждения металла после отпуска.Однако двухстадийная хрупкость обратима. Хрупкость можно устранить нагревом стали до температуры выше 600°С (1112°F) с последующим быстрым охлаждением.

Легированные стали

Многие элементы часто сплавляются со сталью. Основной целью легирования большинства элементов сталью является повышение ее прокаливаемости и снижение температурного разупрочнения. Например, инструментальные стали могут содержать добавки, такие как хром или ванадий, для повышения ударной вязкости и прочности, что необходимо для таких вещей, как гаечные ключи и отвертки.С другой стороны, сверла и вращающиеся напильники должны сохранять свою твердость при высоких температурах. Добавление кобальта или молибдена может привести к тому, что сталь сохранит свою твердость даже при высоких температурах, создавая быстрорежущие стали. Часто в сталь добавляют небольшое количество различных элементов для достижения желаемых свойств, а не просто добавляют один или два.

Преимущество большинства легирующих элементов (растворенных веществ) заключается не только в повышении твердости, но и в снижении как температуры начала мартенсита, так и температуры, при которой аустенит превращается в феррит и цементит.Во время закалки это позволяет более медленное охлаждение, что позволяет закаливать более толстые участки на большую глубину, чем это возможно с обычной углеродистой сталью, обеспечивая более равномерную прочность.

Методы отпуска легированных сталей могут значительно различаться в зависимости от типа и количества добавляемых элементов. Обычно элементы марганец, никель, кремний и алюминий остаются растворенными в феррите во время отпуска, а углерод выпадает в осадок.При охлаждении эти растворенные вещества обычно вызывают повышение твердости по сравнению с обычными углеродистыми сталями с тем же содержанием углерода. Когда закаленные легированные стали, содержащие умеренное количество этих элементов, отпускаются, сплав имеет тенденцию к размягчению в некоторой степени по сравнению с углеродистой сталью.

Однако при отпуске вместе с углеродом осаждаются такие элементы, как хром, ванадий и молибден. Если сталь содержит довольно низкие концентрации этих элементов, размягчение стали может быть задержано до тех пор, пока она не достигнет гораздо более высоких температур, чем те, которые необходимы для отпуска углеродистой стали.Это позволяет стали сохранять свою твердость при высоких температурах или сильном трении. Однако он также требует очень высоких температур во время отпуска для достижения снижения твердости. Если сталь содержит большое количество этих элементов, отпуск может вызвать увеличение твердости до достижения определенной температуры, после чего твердость начинает падать. Например, молибденовые стали обычно достигают наивысшей твердости около 315°С (599°F), в то время как ванадиевые стали полностью затвердевают при отпуске примерно до 371°С (700°F).При добавлении очень больших количеств растворенных веществ стали могут действовать как дисперсионно-упрочняемые сплавы, которые вообще не размягчаются при отпуске.

Чугун

Чугун бывает разных типов в зависимости от содержания углерода. Однако их обычно делят на серый и белый чугун в зависимости от формы, которую принимают карбиды. В сером чугуне углерод находится в основном в форме графита, а в белом чугуне углерод обычно находится в форме цементита.Серый чугун в основном состоит из микроструктуры, называемой перлитом, смешанным с графитом, а иногда и с ферритом. В качестве отливки обычно используется серый чугун, свойства которого определяются его составом.

Белый чугун в основном состоит из микроструктуры, называемой ледебуритом, смешанной с перлитом. Ледебурит очень твердый, что делает чугун очень хрупким. Если белый чугун имеет доэвтектический состав, его обычно отпускают для получения ковкого или ковкого чугуна. Используются два метода закалки: «белая закалка» и «черная закалка».Цель обоих методов отпуска состоит в том, чтобы вызвать разложение цементита в ледебурите, что увеличивает пластичность.

Белый закаленный

Чугун ковкий (пористый) изготавливается методом белой закалки. Белая закалка используется для выжигания избыточного углерода путем нагревания его в течение длительного времени в окислительной среде. Чугун обычно выдерживают при температуре до 1000 ° C (1830 ° F) до 60 часов. После нагревания происходит медленное охлаждение примерно до 10°С (18°F) в час.Весь процесс может занять 160 часов и более. Это вызывает разложение цементита из ледебурита, а затем углерод прожигает поверхность металла, повышая пластичность чугуна.

Черная закалка

Ковкий (непористый) чугун (часто называемый «черным чугуном») получают путем черного отпуска. В отличие от белой закалки, черная закалка происходит в среде инертного газа, поэтому разлагающийся углерод не сгорает.Вместо этого разлагающийся углерод превращается в тип графита, называемый «закаленный графит» или «отслаивающийся графит», повышая пластичность металла. Отпуск обычно проводят при температуре до 950 ° C (1740 ° F) в течение максимум 20 часов. За отпуском следует медленное охлаждение до более низкой критической температуры в течение периода, который может длиться от 50 до более 100 часов.

Сплавы дисперсионного твердения

Основная статья: Сплавы дисперсионного твердения

Сплавы дисперсионного твердения были впервые использованы в начале 20-го века.Большинство термообработанных сплавов относятся к категории дисперсионно-твердеющих сплавов, включая алюминиевые, магниевые, титановые и никелевые сплавы. Некоторые высоколегированные стали также являются сплавами с дисперсионным твердением. Эти сплавы после закалки становятся мягче обычного, а затем со временем затвердевают. По этой причине дисперсионное твердение часто называют «старением».

Хотя большинство дисперсионно-твердеющих сплавов затвердевают при комнатной температуре, некоторые из них отверждаются только при повышенных температурах, а другие могут быть ускорены за счет старения при повышенных температурах.Старение при температурах выше комнатной называется «искусственным старением». Хотя метод похож на отпуск, термин «отпуск» обычно не используется для описания искусственного старения, поскольку физические процессы (т. е. выделение интерметаллических фаз из пересыщенного сплава) дают желаемые результаты (т. е. упрочняют, а не размягчают)) и время выдержки при определенной температуре сильно отличается от отпуска, применяемого в углеродистой стали.

см. Также

  • отжига (металлургия)
  • austempering
  • Увеличение осадков
  • Закаленное стекло

Библиография

9004

Библиография

Дальнейшее чтение

  • Руководство по производству процессов Робертом Х.Тодд, Делл К. Аллен и Лео Альтинг, стр. 410

Внешние ссылки

.

Металлические строительные материалы

  • Стр. 2 и 3: Базовая литература 1. Haimann R.,
  • Страница 6 и 7: Фазы стабильной системы Fe-C или uk
  • Страница 9 и 10: расстояние между атомами в войнах
  • Страница 11 и 12: Диаграмма метастабильного равновесия Fe
  • Страница 13 и 14 : различный ход кристаллизации Auste
  • Страница 16: структура сплава 1,2% C - перлит + Fe
  • Страница 21: Влияние содержания углерода на свойства
  • Страница 24 и 25: превтектический сплав (ок.3,5% C)
  • Страница 26: СТАЛЬ • Литая сталь - сталь в форме
  • Страница 29 и 30: Раскисление стали Раскисление стали:
  • Страница 31 и 32: Нелегированные стали Микрофонные характеристики
  • Страница 33 и 34: Влияние содержания углерода на свойства
  • Стр. 35 и 36: Влияние примесей на свойства
  • Стр. 37 и 38: Влияние примесей на свойства
  • Стр. 39 и 40: Влияние неметаллических включений на
  • Стр. : • Влияние технологии изготовления
  • Стр. 43 и 44: Классификация марок стали по критериям
  • Стр. 45 и 46: Группа 1: Стали маркируются в соответствии с их правилами
  • Стр. 47 и 48: Группа 2: Стали маркируются в соответствии с их состав
  • Страница 50: 1.Классы сталей 50
  • Стр. 56 и 57:

    Группа 1. Обозначения, указывающие выше

  • Стр. 58 и 59:

    4. Конструкционные стали (Конструкционные

  • Стр. 62 и 63 :

    выполнение требований: III I II - высокие

  • Страница 64 и 65:

    Нелегированные конструкционные стали для стен

  • Страница 66 и 67:

    ад II - дисперсионное усиление:

  • 9 Страница :

    ● дисперсионное упрочнение почти

  • Страница 71:

    Конструкционные стали с повышенной

  • Страница 74 и 75:

    Являются сплавами железа (низколегированные стали

  • Страница 76 и 77:

    5.Конструкционные стали, устойчивые к ржавчине

  • Страница 79 и 80:

    Чугун (чугунные сплавы, w

  • Страница 81 и 82:

    серый чугун с чешуйчатым графитом

  • страница 83 и 84: серый чугун 900 конструкции

  • стр. 85:

    ● серый чугун в старых зданиях

  • стр. 88 и 89:

    в настоящее время - более сложные примеры

  • стр. 90 и 91:

    ковкий чугун - самый высокий в

    9002 стр. 9002 900 93:

    Процесс графитизации ● состоит из

  • стр. 94 и 95:

    ● три основных группы чугунов в za

  • стр. 97 и 98:

    ● формы графита согласно

  • стр. 101:

    ● классификация серого чугуна (B.

  • Page 102 и 103:

    ● Модификация серого чугуна (

  • стр. 104 и 105:

    ● Сравнение поведения

  • стр. 106 и 107:

    (B. Kuźnicka) 106

  • стр. 108 и 109:

    Движно-железо (называемое уравнением

  • Page 110 и 111:

    110

  • стр. 112 и 113:

    ● Примеры чугуна Применения

  • Page 114 и 115:

    (B. Kuźnicka) 114

  • стр. 116 и 117:

    116

  • стр. 118 и 119:

    Схема лечения OC118

  • стр. 120 и 121:

    (L.A. Dobrzański) 120

  • стр. 122 и 123:

    ) Формирование austenite Nuglei на 9004 и 125:

    Спонтанный рост зерна A

  • Page 126 и 127:

    по-разному ориентирован Perl Colonies

  • страница 128 и 129:

    Диаграмма изотермической трансформации aug

  • Page 130 и 131:

    Перлит трансформация в сталей №

  • Page 132 и 133:

    Особенности Перлитической трансформации в войне

  • Page 134 и 135:

    Диффузия БЕСПРУМЕНТ МАРЕНСИЧЕСКОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ

  • Page 136 и 137:

    Схема последовательных этапов изменения S

  • Page 138 и 139:

    Последующие этапы мартенситной трансформации

  • стр. 140 и 141:

    Два основных типа мартенситов в

  • Стр. 142 и 143:

    Среднеигольчатый мартенсит (сталь для

  • Стр. 144 и 145:

    (+) Влияние содержания углерода на пр

  • Page 146 и 147:

    Unconverted Austenite

  • Page 148 и 140003
  • стр. 148 и 149:

    Характеристики преобразования M

  • Page 150 и 151:

    Общая диаграмма курса трансформации

  • Page 152 и 153:

    Формирование нижнего бейнита (пересыщение

  • стр. 154 и 155:

    Изменения при отпуске (по

  • и 157:

    1-я ступень - до ок.200°С (нач.

  • Стр. 158 и 159:

    3-я стадия - ок. 300 - 400°С (об.

  • Стр. 160 и 161:

    4-я стадия - ок. 400° СА 02 Стр. 1 (коагулум

  • 4) 162 и 163:

    отпуск сорбита (нележевая сталь

  • стр. 164 и 165:

    Выбранные проблемы технологии OBR

  • стр. 166 и 167:

    2. Методы объема упрочны

  • стр. 168 и 169:

    3. Прокаливаемость и ее методы oz

  • Стр. 170 и 171:

    ● стальные прутки из охлажденной стали o ma

  • Стр. 172 и 173:

    ● пример определения диаметра

  • Стр.
  • стр. 176 и 177:

    ● образцы кривых и полос har

  • стр. 178 и 179:

    4.Закалка закаленной стали.

  • стр. 180 и 181:

    5. Типы отжига ● База

  • стр. 182 и 183:

    ● В ZheuteToid Steels: - W

  • Page 184 и 185:

    Неметалированная сталь (0,4% в) отжиг

  • Page 186 и 187:

    Page 186 и 187:

    Сталь 0,15% C - Структура Widmannst

  • стр. 188 и 189:

    ● Сфероидизационные отжига (C

  • стр. 190 и 19000:

    Сталь 0,3% C После отжига сфероизофабрики

  • Page 192 и 193:

    ● Отживление рекристаллизации-

    и 195:

    Обработка поверхности (мы ограничиваем

  • стр. 196 и 197:

    ● Завертывание пламени (Produkc

  • Page 198 и 199:

    ● Утверждение индукции (используется

  • стр. 200 и 201:

    - пример поверхностного упрочнения

  • стр. 202 и 203:

    - практически неограниченное количество примеров

  • стр. 204 и 205:

    три основные физико-химические процессы

  • Стр. 206 и 207:

    проблемы термической обработки стали после

  • Стр. 208 и 209:

    в) многопроцессная термическая обработка

  • Стр.A. Dobrzański 2006) Микроструктура

  • Страница 212 и 213:

    Влияние легирующих элементов в сплаве

  • Страница 214 и 215:

    легированные стали ( ukła

  • стр. 218 и 219:

    6. карбиды в легированных сталях класс

  • стр. 220 и 221:

    (- +) r (R Haimann)

  • 9010 2 эффект 3. 6390 2 стр. 2322 и 221 легирующих элементов

  • Стр. 224 и 225:

    11.Влияние легирующих элементов

  • Стр. 226 и 227:

    - явление вторичной твердости в ст

  • Стр. 228 и 229:

    ферритный 0,08 (0,05 или 0,03)% Cp

  • и 9 - 72 39044
  • 2300: примеры межкристаллитной коррозии

  • Стр. 232 и 233:

    Азот в качестве добавки

  • Стр. 234 и 235:

    (- +) Дуплексная сталь (IC381) - темная Fe

  • Стр. PN-EN 10088-

  • Page 238 и 239:

    Austenitic Steels - PN-EN 10088-1

  • Page 240 и 241:

  • Page 240 и 241:

  • стр. 240 и 241:

  • стр. 242 и 243:

    3.Сваривая сталь 242

  • Page 244 и 245:

    244 и 245:

    244 и 246 и 240003:

    ● Примеры хрупкого разрушения St

  • Page 248 и 249:

    248

  • Page 250 и 251:

    Rivet

  • Стр. 252 и 253:

    11. Инструментальные стали, не легированные р

  • Стр.2. Быстрорежущие стали 258

  • Стр. 260 и 261:

    Изменения при изменении давления

  • Стр. 262 и 263:

    11.3. Инструмент сталей для работы n

  • Page 264 и 265:

    264 и 265:

    264

  • Page 266 и 267:

    Pure Code

  • Page 268 и 269:

    Медная металлургия268

  • Page 270 и 271:

    Европейская система NumericComplisions

  • Страница 272 и 273:

    Медно-цинковые сплавы = латунь.

  • Page 274 и 275:

    A. Однофазный латунь, фаза α =

  • Page 276 и 277:

    276 и 277 и 2

  • • Многокомпонентный латунь - W

  • Page 280 А 281:

    Lead Leash Это латунь

  • Page 282 и 283:

    Низкий олова диффузии

  • Page 284 и 285:

    Mechanical Properties284

  • Page 286 и 287:

    Световые бронзы Page448 и 280003

    Двойные и многокомпонентные бронзы

  • Стр. 290 и 291:

    Литые алюминиевые бронзы1.Unit

  • Page 292 и 293:

    Page 292 и 293:

    Page 292 и 293:

    Page 292 и 293:

    Page 292 и 293:

    . Bremenunkers "

  • Page 300 и 301:

    гнилой технический алюминий 9004 и 303:

    302 Page 304 и 305:

    304 Page 304 и 305:

    304 Page 304 и 305:

    304 Page 304 и 305:

    304 Page 304 и 307:

    Литые сплавы алюминиевые сплавы с

  • Page 308 и 309:

    алюминиевые кремниевые сплавы (SILUMINES

  • Page 310 и 311:

    Page 310 и 311:

    Page 310 и 311:

    Правильно модифицированный Silin PR 9004 и 313:

    Примеры литейных сплавов ALU 9004 и 315:

    алюминиевые сплавы

  • стр. 316 и 317:

    литейные сплавы без эвтектики (Al-

  • стр. 318 и 319:

    литейные сплавы A L-CU - Используется

  • стр. 320 и 321:

    Горячий и холодный рисунок

  • Page 322 и 323:

    Исторически первые сплавы AL-CU (

  • стр. 324 и 325:

    324

  • стр. 326 327: 927:

    326

  • стр. 328 и 329:

    328 и 329:

    328

  • Page 330 и 331:

    Влияние температуры и времени старения

    и 333:

    332

  • Page 334 и 335:

    компонент сплавы Al-Cu (серии

  • стр. 336 и 337:

    сплавы Al-Mg (серия 5000) и Al-Mg

  • стр. 338 и 339:

    сплавы Al с литием (многокомпонентные

  • стр. 3900 и 341:

    сплав 6082 (en av-alsi1mgmn) 340

  • 342 и 340003:

    342 9004 и 340003:

    344

    9000:

    344

  • стр. 346 и 347:

    Литьевые сплавы многослойные пластины (новейшие

  • стр. 350 и 351:

    СПЛАВЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

  • стр. 352 и 353:

    2.Сплавы на основе меди Хуже на

  • Стр. 354 и 355:

    Подшипниковые сплавы Эти сплавы, бывшие в употреблении

  • Стр. 356 и 357:

    Подшипниковые сплавы на основе меди

  • Стр.

  • Страница 360:

    Чугун с антифрикционным покрытием Легированный подшипник

  • .

    Азотированные стали – какие марки можно апгрейдить азотом?

    Азотирование придает внешнему слою материала уникальные прочностные свойства. Среди прочего, можно использовать азотированные стали. для изготовления тяжелонагруженных элементов машин и устройств, а также для эксплуатации в средах с повышенной химической агрессивностью. Однако процесс азотирования дает наилучшие результаты для сталей с довольно узким легирующим составом.

    Как можно адаптировать сталь к потребностям конкретного применения?

    Сталь марки является ценным материалом для изготовления элементов машин, приборов, транспортных средств и всех видов конструкций благодаря большому количеству сплавов, обладающих различными прочностными и эксплуатационными характеристиками.Такой большой выбор позволяет конструкторам легко выбрать марку, которая будет соответствовать потребностям конкретного применения с точки зрения определенных параметров. Наиболее часто учитывается необходимая прочность - метод выдерживания нагрузок на сжатие, изгиб, кручение или растяжение как при динамических, так и при статических нагрузках. Важны технологические свойства стали, поэтому важна податливость к отдельным видам обработки в зависимости от предполагаемого способа использования, возможность редукционной, пластической и термической обработки, податливость к прокатке или сварке.Большое значение для величины отдельных параметров стали имеет состав конкретного сплава - в случае углеродистых сталей количество углерода, а в случае легированных сталей наличие индивидуальных добавок, существенно изменяющих существенные характеристики , - поясняет представитель компании. Steel Trans, оптовый торговец сталью.

    Наличие индивидуальных легирующих добавок делает конкретную марку стали более удобной для конкретного вида факторов, влияющих на готовое изделие.Наиболее важные легирующие добавки включают другие марки металлов, включая хром, никель, марганец, вольфрам, молибден, титан и ванадий, а также кремний. Часто количество вводимых в сплав элементов значительно. В низколегированных сталях , основного элемента менее 2%, а их суммарное содержание не превышает 3,5%. В случае среднелегированных сталей 1 элемент составляет от 2 до 8% содержания, а их суммарное количество не превышает 12%. В высоколегированных сталях , основной одиночной добавки уже выше 8%, а их сумма может достигать даже 55%.Влияние отдельных элементов на параметры стали может быть различным. Они имеют прямое действие, как, например, никель и хром, повышающие коррозионную стойкость, или вольфрам, повышающий твердость, или марганец, улучшающий стойкость к истиранию, но также влияющие на варианты термической или термохимической обработки - например они улучшают прокаливаемость, например молибден.

    Что особенно важно, параметры сплава могут быть модифицированы специальными методами обработки в зависимости от его состава .К основным методам улучшения свойств стали относятся процессы термического и термохимического улучшения. В рамках первого наиболее важным является возможность закалки и отпуска , что за счет повышения температуры и соответствующего подбора скорости охлаждения приводит к изменению внутренней структуры металла, а значит, вида и распределения зерен. составляющих его. Не менее важным является отжиг, позволяющий снять внутренние напряжения и его унификацию, или пересыщение , благодаря которому свойства внешнего слоя материала могут быть изменены, аналогично закалке, не затрагивая свойства его сердцевины.

    Поверхностная термохимическая обработка стали – азотирование

    Изменение свойств поверхности материала возможно благодаря приданию наружному покрытию различных свойств в результате введения вещества , улучшающего параметры в этом отношении за счет своих физико-химических свойств . Такие процессы возможны благодаря действию высокой температуры, давления, времени и разности концентраций между металлом и введенным в него элементом.Проникновение конкретного элемента или их смеси происходит в результате диффузии, когда введенные на поверхность металла свободные атомы проникают в его структуру, занимая свободные места в кристаллической структуре , и проникают вглубь, перемещаясь, например, по границам между существующие зерна. Возможности проникновения обычно зависят как от разницы концентраций, так и от уровня активации и, следовательно, от температуры, при которой происходит диффузия.

    Науглероживание и азотирование, а также сочетание этих процессов являются наиболее часто используемыми методами пропитки металлических поверхностей.В результате азотирования на поверхности стали создается зона , богатая нитридами и карбонитридами . Он может происходить в газовой среде, в плазме, а иногда и в присутствии порошков. Газовое азотирование обычно происходит в присутствии диссоциированного аммиака при температуре от 500 до 600°С. Плазменное нитрование , также называемое ионным, происходит в ионизированном азоте при очень низком давлении. Азотирование возможно также проводить в присутствии нагретого до 450–650 °С кипящего слоя, в который подается аммиак.Азотирование проводят как в краткосрочном, когда весь процесс занимает не более нескольких часов, так и в долгосрочном, когда необходимое время составляет даже несколько десятков часов. Кратковременное азотирование применяется для получения покрытия с высокой коррозионной стойкостью. Толщина полученного таким образом слоя обычно довольно мала, в пределах от 0,005 до 0,03 мм. Однако при длительном азотировании получаются слои повышенной твердости в пределах от 0,2 до 0,8 мм.Достигаемая твердость составляет, в зависимости от марки стали, до 1500 HV.

    Азотирование проводят для рафинирования легированных и нелегированных сталей . Это полезно для деталей , подверженных коррозии , а также для деталей, подверженных сильному истиранию , особенно когда речь идет о режущих инструментах и ​​компонентах двигателя или насоса. Азотированные, среди прочего, шестерни, коленчатые валы, втулки, шатуны, валы, пальцы, кольца и поршни. Этот процесс также выполняется в случае элементов , работающих при высоких температурах - пресс-форм для литья пластмасс, элементов экструдеров и термопластавтоматов, а также инструментов, связанных с переработкой пластмасс, напримерштампы или части штампов. Поверхность стали упрочняют азотированием также при производстве инструментов для субтрактивной обработки - токарных ножей, резцов и сверл.

    Стали, которые можно азотировать

    В процессе азотирования могут быть улучшены стали, имеющие соответствующего состава сплава . Закаленные или антикоррозионные марки должны содержать от 0,2 до 0,45% углерода, от 1,0 до 3,5% хрома, 0,15-1,1% молибдена.Допустимое содержание алюминия 0,8-1,2% алюминия, ванадия 0,1-0,25%. Процессы азотирования проводят на готовых элементах, азотирование производят после термической обработки – закалки и отпуска. Азотированные стали представлены марками, перечисленными в PN-EN 10085 , в том числе: 24CrMo13-6, 31CrMo12, 31CrMo12, 31CrMoV9, 33CrMoV12-9, 40CrMoV13-9, 32CrAlMo7-10, 34CrAlNi7-10 и 41Cr-10.

    К наиболее популярным маркам стали для азотирования относятся стали 38HMJ , т.е. 34CrAlMo5-10 (1.8509). Эта сталь отличается пределом текучести Re ниже 830 МПа, пределом прочности при растяжении Rm не более 980 МПа, удлинением на уровне А5 ≥ 50 % и ударной вязкостью KV ≥ 72 Дж, а также усадкой Z ≥ 50 %. Не входит в число свариваемых сталей. Он используется, в том числе, там, где требуется устойчивость к более высоким температурам и хорошие свойства скольжения, а также устойчивость к механическим нагрузкам.

    Также часто используется сталь 30х3МФ , таким образом 31CrMoV9 (1.7707). Эта сталь характеризуется пределом текучести Re ≥ 590 МПа, пределом прочности при растяжении Rm не более 800 МПа, относительным удлинением на уровне А5 ≥ 8% и ударной вязкостью KV ниже 20 Дж. Не пригодна для сварки. Используется при высоких температурах и для элементов, требующих высокой твердости. Относится к котельным сталям. Он может быть использован, среди прочего для изготовления тяжелонагруженных деталей благодаря стойкости к ползучести, ударам и истиранию.

    Применяется также из стали 33х3НМЖ , т.е. 34CrAlNi7-10 (1.8550). Эта сталь достигает предела текучести Re ≥ 600 МПа, предела прочности при растяжении Rm ≥ 800 МПа, относительного удлинения по уровню А5 не более 10 % и ударной вязкости KV ниже 30 Дж. Ее выбирают для элементов, которые должны обладать свойствами скольжения, выдерживать усталостные нагрузки, быть устойчивыми к коррозии и высоким температурам, а также к истиранию.

    .

    Смотрите также