Вид отпуска при котором закаленное изделие приобретает наибольшую пластичность это

Обновлено: 18.09.2024

\u041f\u043e\u0432\u0435\u0440\u0445\u043d\u043e\u0441\u0442\u043d\u0430\u044f \u0437\u0430\u043a\u0430\u043b\u043a\u0430 \u043f\u0440\u0438 \u043d\u0430\u0433\u0440\u0435\u0432\u0435 \u0430\u0446\u0435\u0442\u0438\u043b\u0435\u043d\u043e-\u043a\u0438\u0441\u043b\u043e\u0440\u043e\u0434\u043d\u044b\u043c \u043f\u043b\u0430\u043c\u0435\u043d\u0435\u043c . \n

\u041f\u043e\u0432\u0435\u0440\u0445\u043d\u043e\u0441\u0442\u043d\u0430\u044f \u0437\u0430\u043a\u0430\u043b\u043a\u0430 \u0442\u043e\u043a\u0430\u043c\u0438 \u0432\u044b\u0441\u043e\u043a\u043e\u0439 \u0447\u0430\u0441\u0442\u043e\u0442\u044b\n

\u041e\u0442\u043f\u0443\u0441\u043a \u0441\u0442\u0430\u043b\u0438. \u0426\u0435\u043b\u044c\u044e . \u043e\u043f\u0435\u0440\u0430\u0446\u0438\u0438 \u043e\u0442\u043f\u0443\u0441\u043a\u0430 \u044f\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u0441\u043c\u044f\u0433\u0447\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0438\u044f \u0437\u0430\u043a\u0430\u043b\u043a\u0438 \u2014 \u0443\u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0438\u043b\u0438 \u0441\u043d\u044f\u0442\u0438\u0435 \u043e\u0441\u0442\u0430\u0442\u043e\u0447\u043d\u044b\u0445 \u043d\u0430\u043f\u0440\u044f\u0436\u0435\u043d\u0438\u0439, \u043f\u043e\u0432\u044b\u0448\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0432\u044f\u0437\u043a\u043e\u0441\u0442\u0438, \u0443\u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0442\u0432\u0435\u0440\u0434\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0438 \u0445\u0440\u0443\u043f\u043a\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0441\u0442\u0430\u043b\u0438. \u041e\u0442\u043f\u0443\u0441\u043a \u043f\u0440\u043e\u0438\u0437\u0432\u043e\u0434\u0438\u0442\u0441\u044f \u043f\u0443\u0442\u0435\u043c \u043d\u0430\u0433\u0440\u0435\u0432\u0430 \u0434\u0435\u0442\u0430\u043b\u0435\u0439, \u0437\u0430\u043a\u0430\u043b\u0435\u043d\u043d\u044b\u0445 \u043d\u0430 \u043c\u0430\u0440\u0442\u0435\u043d\u0441\u0438\u0442, \u0434\u043e \u0442\u0435\u043c\u043f\u0435\u0440\u0430\u0442\u0443\u0440\u044b \u043d\u0438\u0436\u0435 \u043a\u0440\u0438\u0442\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u043e\u0439.\n

\u041d\u0435\u0440\u0436\u0430\u0432\u0435\u044e\u0449\u0430\u044f \u0441\u0442\u0430\u043b\u044c \u041f\u0440\u0443\u0442\u043a\u0438 \u0438 \u043f\u043e\u043a\u043e\u0432\u043a\u0438 \u0438\u0437 \u043a\u043e\u0440\u0440\u043e\u0437\u0438\u043e\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u043e\u0439\u043a\u043e\u0439 \u0441\u0442\u0430\u043b\u0438 \u0432 \u0437\u0430\u043a\u0430\u043b\u0435\u043d\u043d\u043e\u043c \u0441\u043e\u0441\u0442\u043e\u044f\u043d\u0438\u0438 \u043f\u0440\u0435\u0434\u043d\u0430\u0437\u043d\u0430\u0447\u0435\u043d\u044b \u0434\u043b\u044f \u0438\u0437\u0433\u043e\u0442\u043e\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f \u0434\u0435\u0442\u0430\u043b\u0435\u0439, \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0430\u044e\u0449\u0438\u0445 \u0432 \u0430\u0433\u0440\u0435\u0441\u0441\u0438\u0432\u043d\u044b\u0445 \u0441\u0440\u0435\u0434\u0430\u0445. \u041f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0437\u0430\u043a\u0430\u043b\u0435\u043d\u043d\u043e\u0439 \u0438 \u043a\u043e\u0440\u0440\u043e\u0437\u0438\u043e\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u043e\u0439\u043a\u043e\u0439 \u0441\u0442\u0430\u043b\u0438 \u0432 \u043c\u0430\u0448\u0438\u043d\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0435\u043d\u0438\u0438 \u043f\u043e\u0437\u0432\u043e\u043b\u044f\u0435\u0442 \u0441\u043d\u0438\u0437\u0438\u0442\u044c \u044d\u043d\u0435\u0440\u0433\u043e\u0435\u043c\u043a\u043e\u0441\u0442\u044c \u0438 \u0442\u0440\u0443\u0434\u043e\u0435\u043c\u043a\u043e\u0441\u0442\u044c \u043f\u0440\u0438 \u043f\u0440\u043e\u0438\u0437\u0432\u043e\u0434\u0441\u0442\u0432\u0435 \u0434\u0435\u0442\u0430\u043b\u0435\u0439.

\u0434\u0435\u0444\u043e\u0440\u043c\u0438\u0440\u0443\u0435\u043c\u044b\u0439 (\u043a\u043e\u0432\u043a\u0438\u0439) \u0441\u043f\u043b\u0430\u0432 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u0430 \u0441 \u0443\u0433\u043b\u0435\u0440\u043e\u0434\u043e\u043c (\u0438 \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u043c\u0438 \u044d\u043b\u0435\u043c\u0435\u043d\u0442\u0430\u043c\u0438), \u0441\u043e\u0434\u0435\u0440\u0436\u0430\u043d\u0438\u0435 \u0443\u0433\u043b\u0435\u0440\u043e\u0434\u0430 \u0432 \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u043e\u043c \u043d\u0435 \u043f\u0440\u0435\u0432\u044b\u0448\u0430\u0435\u0442 2,14 %, \u043d\u043e \u043d\u0435 \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435 0,02 %. \u0423\u0433\u043b\u0435\u0440\u043e\u0434 \u043f\u0440\u0438\u0434\u0430\u0451\u0442 \u0441\u043f\u043b\u0430\u0432\u0430\u043c \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u0430 \u043f\u0440\u043e\u0447\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0438 \u0442\u0432\u0451\u0440\u0434\u043e\u0441\u0442\u044c, \u0441\u043d\u0438\u0436\u0430\u044f \u043f\u043b\u0430\u0441\u0442\u0438\u0447\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0438 \u0432\u044f\u0437\u043a\u043e\u0441\u0442\u044c

1) низкий – нагрев детали до температуры 150 – 200 град, образуется структура – мартенсит отпуска. Твердость остается неизменной – 60 – 64 HRC. Снижаются закалочные напряжения, повышается предел прочности и текучести. Низкий отпуск применяется для обработки – режущих инструментов, штампы, подшипники, детали после закалки ТВЧ, цементованные детали. 2) средний – нагрев детали до температуры 350 – 400 град, образуется структура – троостит отпуска. Снижается твердость до 40 – 48 HRC, а также предел прочности. Сильно повышается предел упругости, выносливости. Средний отпуск применяется для обработки – пружин, рессор. 3) высокий – нагрев детали до температуры 500 – 650 град, образуется структура – сорбит отпуска. Снижается твердость до 30 HRC, предел прочности и упругости. Возрастает пластичность и ударная вязкость. Применяется для большинства деталей машин. Закалка + высокий отпуск – улучшение.

44. Способы, закалки, их достоинства и недостатки

1. Закалка в одном охладителе (v1).

Нагретую до нужной температуры деталь переносят в охладитель и полностью охлаждают. В качестве охлаждающей среды используют:

воду – для крупных изделий из углеродистых сталей;

масло – для небольших деталей простой формы из углеродистых сталей и изделий из легированных сталей.

Основной недостаток – значительные закалочные напряжения.

2. Закалка в двух сферах или прерывистая

Нагретое изделие предварительно охлаждают в более резком охладителе (вода) до температуры ~ 300 0 C и затем переносят в более мягкий охладитель (масло).

Прерывистая закалка обеспечивает максимальное приближение к оптимальному режиму охлаждения.

Применяется в основном для закалки инструментов.

Недостаток: сложность определения момента переноса изделия из одной среды в другую.

3. Ступенчатая закалка

Нагретое до требуемой температуры изделие помещают в охлаждающую среду, температура которой на 30 – 50 o С выше точки М_Н и выдерживают в течении времени, необходимого для выравнивания температуры по всему сечению. Время изотермической выдержки не превышает периода устойчивости аустенита при заданной температуре.

В качестве охлаждающей среды используют расплавленные соли или металлы. После изотермической выдержки деталь охлаждают с невысокой скоростью.

Способ используется для мелких и средних изделий.

4. Изотермическая закалка

Отличается от ступенчатой закалки продолжительностью выдержки при температуре выше М_Н, в области промежуточного превращения. Изотермическая выдержка обеспечивает полное превращение переохлажденного аустенита в бейнит.При промежуточном превращении легированных сталей кроме бейнита в структуре сохраняется аустенит остаточный. Образовавшаяся структура характеризуется сочетанием высокой прочности, пластичности и вязкости. Вместе с этим снижается деформация из-за закалочных напряжений, уменьшаются и фазовые напряжения.

В качестве охлаждающей среды используют расплавленные соли и щелочи.

Применяются для легированных сталей.

Дефекты, возникающие при закалке.

Закалочные трещины. В крупных деталях, например в матрицах и ковочных штампах, закалочные трещины могут появляться даже при закалке в масле. Поэтому такие детали целесообразно охлаждать до 150–200 °С с быстрым последующим отпуском.

Чтобы уменьшить скорость охлаждения при закалке легированных сталей и снизить напряжение, эти стали подвергают медленному охлаждению в масле или струе воздуха.

Деформация и коробление. Этот вид брака деталей образуется в результате неравномерных структурных и связанных с ними объёмных превращений и возникновения внутренних напряжений при охлаждении.

Обезуглероживание инструмента при нагреве в электрических печах и жидких средах (соляных ваннах) – серьёзный дефект при закалке, т.к. он в несколько раз снижает стойкость инструмента.

Мягкие пятна. При закалке на поверхности детали или инструмента образуются участки с пониженной твёрдостью. Причинами такого дефекта могут быть наличие на поверхности деталей окалины и загрязнении, участки с обезуглероженной поверхностью или недостаточно быстрое движение деталей в закалочной среде (паровая рубашка). Мягкие пятна полностью устраняются при струйчатой закалке и в подсоленной воде.

Перегрев приводит к образованию крупнозернистой структуры, что ухудшает механические свойства стали. Для измельчения зерна и подготовки структуры для повторной закалки перегретую сталь необходимо подвергать отжигу.

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

Выпуск стали. Трансформация стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств Отпуск — это операция нагрева закаленной стали для снижения остаточных напряжений и придания комплексу механических свойств, необходимых для длительной эксплуатации изделия. Отпуск осуществляется путем нагрева закаленных деталей на мартенсите до температуры ниже критической. В то же время, в зависимости от температуры нагрева, может быть получено состояние мартенсита, тростита или сорбита.

Эти состояния отличаются от закаленных состояний структурой и свойствами: при закалке цементит (троостит и сорбит) получают в виде тонкой пластины, такой как пластинчатый перлит, а при высвобождении он оказывается гранулированным или точечным, таким как гранулированный перлит. При отпуске закаленной стали в мартенсит в ней происходит метаморфоза, которая приводит к распаду мартенсита и образованию равновесного структурно-фазового состава.

Третья группа включает в себя большинство механических компонентов, которые испытывают статические, особенно динамические или периодические нагрузки. Для длительной эксплуатации изделий из этих материалов требуется сочетание максимальной вязкости и достаточных прочностных характеристик. В зависимости от температуры нагрева различают три вида отпуска: низкий (низкий), средний (средний) и высокий (высокий). Преимуществом точечной структуры является лучшее сочетание прочности и plasticity. At низкий отпуск (нагрев до температуры 200-300° с) в структуре стали носит преимущественно мартенситный характер, кроме того, отделение карбидов железа от твердых растворов углерода в железе Б-и мелкий, что влечет за собой незначительное снижение твердости и повышение пластических и вязкостных свойств стали, а также снижение внутренних напряжений деталей.

Из-за низкого темперирования детали обычно выдерживают в течение определенного времени в масляной или соляной ванне. Низкий отпуск приложен для вырезывания, измеряя инструментов и шестерен. При среднем и высоком отпуске стали происходит переход из состояния мартенсита в состояние тростита или сорбита. Чем выше темперирование, тем ниже твердость закаленной стали, тем выше ее пластичность и вязкость. Высокий отпуск в стали для многих компонентов, подвергающихся воздействию высоких температур stresses…

So высокая закалка стали сочетание механических свойств, повышенная прочность, пластичность и прочность В некоторых сортах стали высвобождение происходит после нормализации. Это относится к мелкозернистой легированной предэвтектоидной стали (особенно никелевой), которая имеет высокую вязкость и плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для повышения обрабатываемости сталь приобретает большую структуру (за счет низкой критической скорости упрочнения никелевой стали) и одновременно повышенную твердость (для определения наилучшей обрабатываемости),

Целью отпуска является не просто снятие внутреннего напряжения закаленной стали. При низком отпуске мартенсит частично освобождается от пересыщенной его решеткой атомов углерода, а основой отпуска мартенсита является пересыщенный твердоуглеродистый раствор. Среднетемпературный (средний) отпуск проводят при температуре 350-450°С. размер частиц образующейся фазы очень мал, так как этот нагрев завершает распад мартенсита, а прочность ферритовых и диффузионных процессов при их нормальном составе и внутренней структуре недостаточна.

При таких условиях нагрева осуществляется высокотемпературный (высокий) отпуск при 500-650 ° с, а образование более крупных зерен феррита и цементита приводит к уменьшению плотности дислокаций и образованию остаточных напряжений. В результате высокого отпуска продукты разложения мартенсита, называемые отпускным сорбитом, имеют максимальную вязкость стали. Такой комплекс идеально подходит для механических деталей, которые подвергаются динамическим нагрузкам. Из-за этого преимущества, термическая обработка совмещая гасить и высокий закалять длиной была вызвана улучшением.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Термообработка стали 65Г

Виды отпуска

Для этого вида термообработки характерны: невысокий нагрев детали до 150-250°C, выдержка при этих температурах и охлаждение на воздухе. При низком отпуске происходят следующие процессы:

Этот отпуск чаще всего проводится для инструментальных сталей.

Температуры среднего отпуска лежат в интервале 300-500°C. При этом происходит достаточно существенное снижение твердости и повышение вязкости. Такая термообработка применяется для инструмента, который должен иметь значительную вязкость, прочность и упругость, а также для пружин и рессор.

Выполняется при температурах 500-650°C, приводит к образованию структуры, обеспечивающей изделию оптимальное сочетание прочности и пластичности. Применяется для деталей, изготавливаемых из конструкционных сталей 35,45, 40Х и предназначенных для эксплуатации при ударных нагрузках.

Исходный химический состав стали и требования к деталям, изготавливаемым из неё

Относясь к разряду экономнолегированных, сталь 65Г относительно дешёвая, что обуславливает её широкое и эффективное применение. В числе главных её компонентов находятся:

углерод (в пределах 0,62…0,70 %);
марганец (в пределах 0,9…1,2 %);
хром и никель (до 0,25…0,30 %).

Все остальные составляющие – медь, фосфор, сера и т.д. – относятся к примесям, и допускаются в химическом составе данного материала в количествах, ограничиваемых госстандартом.

При достаточной твёрдости (например, после поверхностной нормализации она должна составлять не менее 285 НВ), и прочности на растяжение (не ниже 750 МПа), сталь 65Г обладает достаточно высокой для своего класса ударной вязкостью – 3,0…3,5 кг∙м/см2. Это даёт возможность использовать материал для производства ответственных деталей подъёмно-транспортного оборудования (в частности, ходовых колёс мостовых кранов, катков), а также пружинных шайб и пружин неответственного назначения.

Стоит отметить, что детали пружин, изготовленные из стали 65Г, плохо свариваются, а также не могут противостоять периодически возникающим растягивающим напряжениям (относительное удлинение не превышает 9%), а потому не подлежат применению в неразъёмных конструкциях машин и механизмов.

При проведении процессов холодного пластического деформирования сталь становится весьма малопластичной уже при малых (до 10%) деформациях, поэтому, при необходимости изготовления из неё пружин больших размеров, приходится применять нагрев исходных заготовок, даже под листовую штамповку. Впрочем, и в горячем состоянии предельные степени деформации стали 65Г не превышают 50…60%.

Несмотря на то, что в ходе деформационного упрочнения предел временного сопротивления материала увеличивается до 1200…1300 МПа, этих показателей недостаточно для того, чтобы придавать конечной продукции (например, пружинам) необходимую эксплуатационную прочность. Поэтому закалка и отпуск стали 65Г обязательны.

Как правильно отпустить закаленную сталь?

Ориентировочная твердость стали (по Роквеллу) после термообработки в различных режимах, включающих закалку и отпуск

HRC после закалки

Твердость стали после отпуска, HRC

Оптимальные технологические процессы термической обработки материала

Выбор режима термообработки диктуется производственными требованиями. В большинстве случаев для придания надлежащих физико-механических характеристик используют:
нормализацию;
закалку с последующим отпуском.

Температурно-временные параметры термической обработки и выбор её вида зависят от исходной структуры стали. Данный материал принадлежит к сталям доэвтектоидного типа, поэтому в его составе при температурах выше нижней точки аустенитного превращения — 723 °С — на 30…50 °С содержится аустенит в виде твердой механической смеси с незначительным количеством феррита. Поскольку аустенит – более твёрдая структурная составляющая, чем феррит, то интервал закалочных температур для стали 65Г будет существенно ниже, чем для конструкционных сталей с более низким процентным содержанием углерода. Таким образом, температурный интервал закалки стали данной марки должен находиться в пределах не более 800…830 °С.

Примерно такой же температурный диапазон применяют и для проведения нормализации – технологической операции термообработки, которую используют с целью исправления структуры материала изделия, для снятия внутренних напряжений, а при последующей механической обработке полуфабриката – и для улучшения его обрабатываемости.

Поскольку ударная вязкость у закалённой стали 65Г – пониженная, то после закалки изделия из неё, в частности, пружины, обязательно должны пройти высокий отпуск. Происходящие в ходе отпуска мартенситно-аустенитные превращения снижают уровень возникающих во время закалки внутренних напряжений, снижают хрупкость и несколько поднимают показатели ударной вязкости.

Переход высокого отпуска исключается из режима только в том случае, когда заготовка проходит изотермическую закалку. В результате высокого отпуска сталь 65Г приобретает структуру сорбита, характерными особенностями которой являются мелкодисперсность структуры при сохранении изначально высоких показателей твёрдости, что полностью соответствует эксплуатационным требованиям.

Режимы закалки стали 65Г

Для соблюдения тех характеристик, которые заданы техническими условиями на эксплуатацию деталей, при выборе режима закалки учитывают следующие составляющие:

способ и оборудование для нагрева изделий до требуемых температур;
установление нужного температурного диапазона закалки;
выбор оптимального времени выдержки при данной температуре;
выбор вида закалочной среды;
технологию охлаждения детали после закалки.

Интенсивность нагревания предопределяет качество получаемой структуры. Для малолегированных сталей процесс ведут достаточно быстро, поскольку при этом минимизируется риск обезуглероживания материала, и, как следствие, потеря деталью своих прочностных параметров. Однако чересчур быстрый нагрев вызывает к жизни иные неприятности. В частности, для крупных деталей, с большими перепадами поперечных сечений это может вызвать неравномерное прогревание металла, с перспективой дальнейшего появления закалочных трещин, выкрашивания углов и кромок.

Для достижения максимальной степени равномерности нагрева сталь сначала подогревают в предварительных камерах термических печей до температур, несколько ниже закалочных – от 550 до 700 °С, и только потом деталь направляется непосредственно в закалочную печь. Быстрее всего нагрев осуществляется в расплавах солей, медленнее – в газовых печах, и ещё медленнее – в электрических печах. Именно поэтому поверхностная закалка изделий из стали 65Г в индукционных печах выполняется достаточно редко. Индуктор, как закалочный агрегат, используется лишь для изделий с малым поперечным сечением. При выборе вида нагревательного устройства важен также состав атмосферы, которая в нём создаётся. В частности, для термических печей, работающих на газе, стараются всемерно снижать длительность пребывания детали в печи, поскольку в противном случае происходит выгорание части углерода поверхностного слоя.

Исходя из нормируемой для стали 65Г температуры закалки в 800…820 °С, предельная величина обезуглероженного слоя не должна быть более 50…60 мкм.

Температурный диапазон закалочных температур может корректироваться в зависимости от конфигурации изделия. Например, если деталь имеет сложные очертания, малые габариты и изготовлена из листового металла, то оптимальной температурой будет нижняя граница указанного выше диапазона. Управляя температурой закалки (например, с помощью автоматических датчиков температуры), можно менять толщину закалённого слоя и величину зоны, которая прокалилась менее остальных. К подобным техническим решениям прибегают, когда различные части детали работают в разных эксплуатационных условиях.

Сталь 65Г не боится перегрева, однако при закалке по верхнему значению температурного диапазона ударная вязкость материала начинает уменьшаться, что сопровождается ростом зерён в микроструктуре.

Для снижения коробления деталей, которые имеют тонкие рёбра и перемычки, пользуются нагревом в соляных закалочных ваннах. Чаще применяют расплав хлористого натрия, а для раскисления в рабочий объём ванны добавляют буру или ферросилиций.

Выдержка при закалке изделий из стали 65Г при заданном температурном интервале происходит до тех пор, пока полностью не произойдёт перлитное превращение. Этот процесс зависит от размера поперечного сечения детали и способа нагрева. Охлаждение изделий после закалки производят не в воду, а в масло, это позволяет избежать возможной опасности растрескивания.

Технология термической обработки рессор

По конструкции и условиям работы рессоры транспортных устройств представляют отдельную группу упругих элементов. Рессорные листы должны обладать высоким сопротивлением статическим и циклическим нагрузкам, фреттинг–усталости, просадке и истиранию. Преобладающим видом нагружения является циклический изгиб.

Экспериментальные данные показывают, что химический состав рессорных сталей (кроме содержания углерода) оказывает незначительное (в пределах 10–15 %) влияние на характеристики циклической прочности. Основная цель легирования рессорных сталей заключается в обеспечении полной прокаливаемости рессорных листов. При этом используют дешевые и недефицитные легирующие элементы, увеличивающие прокаливаемость стали.

Основными технологическими характеристиками рессорных сталей являются склонность к перегреву и обезуглероживанию.

Действующий в настоящее время на большинстве заводов технологический процесс производства листовых автомобильных рессор включает рубку горячекатаных полос на мерные заготовки, доделочные операции (выдавливание фиксирующих кнопок, пробивку отверстий для стягивающих болтов, отгибку концов, загибку ушек), термическую обработку, в процессе которой проводят гибку полос, дробеструйный наклеп (двухсторонний или, по крайней мере, со стороны вогнутой поверхности), осадку и контроль. Доделочные (заготовительные) операции проводят при местном нагреве отдельных участков рессорных листов в щелевых газовых нагревательных устройствах или индукционным способом.

Принципиальная технологическая схема линии для комплектной термической обработки рессорных листов приведена на рис. 3.

Рис. 3. Технологическая схема линии для термической обработки рессорных листов:

1 – конвейерная печь для нагрева под закалку; 2 – конвейер закалочной печи;
3 – гибозакалочный барабан; 4 – транспортер закалочного бака;
5 – отпускная печь; 6 – конвейер отпускной печи; 7 – водяной бак; 8 – масляный бак

Для нагрева под закалку используют газовые или мазутные печи, а также электропечи. Для повышения производительности линий используют форсированный нагрев, предусматривающий значительный перепад температур между печью и нагреваемым металлом.

С учетом допустимых пределов температур нагрева при практически возможной точности поддержания температуры в печи и скорости прохождения конвейера через печь температуру печи поддерживают в пределах 980–1000 °С для листов из стали 60С2 и в пределах 880–900 °С из стали 50ХГ. При этом длительность нагрева листов толщиной 6–10 мм под закалку выбирают в интервале 10–25 мин.

Нагретые листы укладывают в гибозакалочный штамп, установленный на многопозиционном (на 8–12 позиций) барабане. Штамп закрывают и этим обеспечивают гибку листа; барабан поворачивается, погружая лист в закалочное масло. Для предотвращения деформации листов длительность их охлаждения в штампе должна составлять 40–60 с. Из закалочного штампа листы попадают на транспортер, перемещающий их из масляного бака к отпускной печи.

Отпуск листов осуществляется в конвейерной электропечи с укладкой листов на ребро перпендикулярно направлению движения конвейера. Температура отпуска для сталей 60С2 и 60ХГ соответствует 450–480 °С. Учитывая высокую плотность укладки листов на конвейере и перепад температур между зоной расположения термопар и металлом, температуру в печи поддерживают выше заданной температуры металла на 100–150 °С; длительность отпуска 45–50 мин. После отпуска листы охлаждаются в воде (в душевом устройстве), что позволяет ускорить технологический цикл, а также способствует устранению склонности к отпускной хрупкости второго рода.

Листы подвергают двойной закалке и отпуску. Первую (предварительную сквозную) закалку выполняют для упрочнения сердцевины листа и подготовки исходной структуры с тем, чтобы при второй (поверхностной) закалке с использованием скоростного индукционного нагрева получить поверхностный закаленный слов на глубину 0,15–0,2 от толщины листа с очень мелким зерном аустенита (14–15 балл по ГОСТ 5639–82). При поверхностном нагреве для второй закалки сердцевину листа отпускают на твердость НRС 38–40.

Наличие столь мелкого зерна в сочетании с высокими остаточными напряжениями сжатия в поверхностном закаленном слое с твердостью HRС 58–59 и упрочнением сердцевины на твердость HRС 38–40 обеспечивает высокое сопротивление листов статическим и циклическим нагрузкам.

В автоматической линии для термической обработки по новому методу рессорные листы толщиной 18 мм из стали 60С2 перемещаются через ряд последовательно расположенных индукторов и спрейеров. В линии осуществляется также выдавливание центрирующих кнопок и гибка листов.

Использование нового метода позволило повысить долговечность рессор, уменьшить их металлоемкость, полностью автоматизировать процесс термической обработки.

Технология последующего отпуска

Как уже указывалось, для получения структуры сорбита изделия из стали 65Г подвергают только высокому отпуску при температурах 550…600 °С, с охлаждением на спокойном воздухе. Для особо ответственных деталей иногда проводят дополнительный низкий отпуск. Диапазон его температур — 160…200 °С, с последующим медленным охлаждением на воздухе. Такая технология позволяет избежать накапливания термических напряжений в изделии, и повышает его долговечность. Для отпуска можно применять не только пламенные, но и электрические печи, оснащённые устройствами для принудительной циркуляции воздуха. Время выдержки изделий в таких печах — от 110 до 160 мин (увеличенные нормативы времени соответствуют деталям сложной конфигурации и значительных поперечных сечений).

В качестве рабочих сред при закалке стали 65Г не рекомендуется использовать воду и водные растворы солей. Ускорение процесса охлаждения, которое вызывает вода, часто сопровождается неравномерностью прокаливания.

Итоговый контроль качества закалки состоит в оценке макро- и микроструктуры металла, а также в определении финишной твёрдости изделия. Поверхностная твёрдость продукции, изготовленной из стали 65Г, должна находиться в пределах 35…40 НRC после нормализации, и 40…45 НRC – после закалки с высоким отпуском.

Компания Метпромснаб реализует сталь 65Г под заказ.

Термомеханическая обработка рессор и пружин

При высокотемпературной темомеханической обработке (ВТМО) рессорных сталей температуру аустенитизации принимают на 100–150 °С выше АС3, степень деформации 25–60 % при одновременном обжатии и до 70 % при дробной деформации. Оптимальные режимы ВТМО выбирают эмпирически для каждого изделия. В результате ВТМО достигается возрастание статической и усталостной (в том числе и малоцикловой) прочности, сопротивления разрушению, пластичности и ударной вязкости; понижение температуры порога хладноломкости, устранение обратимой отпускной хрупкости и уменьшение водородного охрупчивания при нанесении гальванических антикоррозионных покрытий.

Повышение комплекса свойств при ВТМО установлено для широкого круга пружинных сталей с различной степенью легирования: кремнистых (55С2, 60С2), хромомарганцевых (50ХГА), сталей марок 50ХФА, 45ХН2МФА и др. Наибольшая эффективность от ВТМО достигнута на сталях, содержащих карбидообразующие элементы – хром, ванадий, молибден, цирконий, ниобий и т. п. (стали марок 50ХМФ, 50Х5СМЗФ и др.).

При ВТМО возможно использование различных схем деформации (прокаткой, волочением, экструзией, штамповкой), но ввиду анизотропии упрочнения необходимо, чтобы направление, в котором достигнуто максимальное упрочнение совпадало с направлением действия максимальных напряжений при эксплуатации, т. е. схемы главных напряжений при ВТМО и в эксплуатации должны быть близки.

Важным преимуществом ВТМО, расширяющим область ее применения, является наследование субструктуры, созданной этой обработкой, даже после повторной закалки.

Перспективным методом обработки пружинных сталей является дополнительное упрочнение холодной пластической деформацией, осуществляемой после ВТМО.

В результате окончательного отпуска при 250 °С сохраняются прочностные характеристики стали и повышается ее пластичность.

Низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО) позволяет получить высокий комплекс пружинных свойств на углеродистых (У7А) и легированных сталях (70С2ХА и др.), что связано как с наследованием мартенситом дислокационной структуры деформированного аустенита, так и с развитием бейнитного превращения в процессе пластической деформации. Наиболее сильно после НТМО возрастает предел упругости. Эффект упрочнения при НТМО, как правило выше, чем при ВТМО. С точки зрения практического выполнения НТМО является более сложной обработкой.

Свойства стали после НТМО, особенно предел упругости и релаксационная стойкость, могут быть повышены в еще большей степени путем холодной пластической деформации с обжатием 10 % и старения.

Стабильность субструктуры и устойчивость упрочнения при нагреве стали после НТМО значительно меньше, чем после ВТМО. Повторная закалка почти полностью снимает эффект НТМО.

Недостатком НТМО является то, что рост упрочнения часто сопровождается снижением пластичности, повышением чувствительности к концентраторам напряжений.

Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 33591
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Читайте также: