- •Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
- •Расшифруйте марки сталей хн77тюр
- •Химический состав в % стали хн77тюр ( стар. Эи437б )
- •Хн55вмткю
- •Химический состав в % стали хн55вмткю ( старое название эи929 )
- •Химический состав в % стали 40х9с2 ( старое название 4х9с2 )
- •Химический состав в % стали 30хгса
- •Режим термообработки стали
- •Структурные превращения при термической обработке
- •Изменения структуры при закалке в масло
- •Превращения в закаленной стали при среднем отпуске (420°с)
- •Основные сведения о стали 60с2ха
- •Химический состав в % стали 60с2ха
- •График предварительной термообработки и азотированием t,ºC ac3 (770oc) ac1 (730oC)
- •Описание структурных превращений
- •Основные сведения о стали 38хн3ма
- •Изготовление крупногабаритных колец шарикоподшипников
- •Свойства материалов тел качения и колец подшипника:
- •Материалы для изготовления сепараторов
- •Свойства материалов для изготовления сепараторов:
- •Химический состав в % стали шх15сг
- •Расшифровать состав и свойства стали
- •Химический состав в % стали 9хс
Описание структурных превращений
Сталь 38ХН3МА – доэвтектоидная. Ее подвергают полной закалке, т.е. переводят в однофазное аустенитное состояние, нагревая выше критических температур АС3. Получается мелкозернистый аустенит. Последующее охлаждение со скоростью V>Vкр обеспечивает получение мелкозернистого мартенсита.
Исходная структура стали феррит и перлит. При достижении температуры АС1 в сталях начинается превращение перлита в аустенит. Кристаллы аустенита зарождаются преимущественно на межфазных поверхностях раздела феррита с цементитом. При этом происходит два параллельно идущих процесса: полиморфного α → γ превращения и растворения в Feγ углерода цементита. Все это сопровождается измельчением зерна стали.
При нагреве от АС1 до АС3 происходит превращение избыточного феррита в аустенит. Процесс сопровождается диффузией углерода, приводящей к выравниванию концентрации и небольшому укрупнению зерен аустенита.
Закалка. При охлаждении стали со скоростью V>Vкр, будет образовываться мартенсит – неравновесная фаза – пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в Feα. Кристаллы мартенсита, имея пластинчатую форму, растут с огромной скоростью, равной скорости звука в стали. Их росту препятствует граница зерна аустенита или ранее образовавшаяся пластина мартенсита.
Образование мартенсита приводит к большим остаточным напряжениям, повышению твердости, прочности. Также возрастает склонность к хрупкому разрушению, что требует проведения последующего отпуска.
Отпуск. При отпуске происходит несколько процессов. Основной – распад мартенсита, состоящий в выделении углерода в виде карбидов. Кроме того, распадается остаточный аустенит, совершаются карбидное превращение и коагуляция карбидов, уменьшаются несовершенства кристаллического строения α-твердого раствора и остаточные напряжения.
Ферритно-карбидную смесь, которая образуется после высокого отпуска, называют сорбитом отпуска.
Азотирование. При азотировании по мере насыщения железа азотом при температуре ниже 590ºС сначала образуется α-твердый раствор внедрения азота в железо, затем слой γ-фазы с ГЦК решеткой и упорядоченным расположением атомов азота в центрах элементарных ячеек. Обычно процесс азотирования завершается образованием на поверхности слоя ε-фазы с ГП решеткой и упорядоченным расположением атомов в широком интервале концентраций азота.
При медленном охлаждении после азотирования вследствие переменной растворимости азота в α- и ε-фазах происходит выделение вторичной γII-фазы, и структура азотированной зоны от поверхности к сердцевине становится следующей: ε + γ´II → γ´→α + γ´II → α.
Легирование изменяет состав фаз и температурные границы их образования. При азотировании специально легированных сталей, которые содержат более активные нитридообразующие элементы: Cr, Mo, Al, V, Ti, - достигается значительная твердость на поверхности (до 1200). Сталь 38ХН3МА после термообработки в сердцевине имеет твердость НВ=300.
Основные сведения о стали 38хн3ма
Химический состав:
Химический элемент |
Содержание, % |
Кремний (Si) |
0,17 – 0,37 |
Марганец (Mn) |
0,25 – 0,50 |
Медь (Cu), не более |
0,30 |
Молибден (Mo) |
0,20 – 0,30 |
Никель (Ni) |
2,75 – 3,25 |
Сера (S), не более |
0,025 |
Углерод (С) |
0,33 – 0,40 |
Фосфор (Р), не более |
0,025 |
Хром (Cr) |
0,80 – 1,20 |
Область применения:
Валы, оси, шестерни и другие крупные особо ответственные детали.
Механические свойства:
σ0,2, МПа |
σв, МПа |
δ, % |
ψ, % |
KCU, МДж/м2 |
НВ |
1100 |
1200 |
12 |
50 |
0,8 |
300 |
Технологические свойства:
Температура ковки |
начала 1200, конца 850 |
Свариваемость |
не применяется для сварных конструкций |
Склонность к отпускной способности |
не склонна |
Флокеночувствительность |
повышено чувствительна |
Влияние легирующих элементов:
Кремний сильно повышает предел текучести, несколько затрудняет разупрочнение стали при отпуске; снижает вязкость и повышает порог хладоломкости при содержании Si свыше 1%.
Марганец повышает предел текучести, однако делает сталь чувствительной к перегреву.
Молибден уменьшает склонность к отпускной хрупкости второго рода, улучшает свойства комплексно-легированных сталей в результате измельчения зерна, повышает стойкость к отпуску, увеличивает прокаливаемость.
Хром, растворяясь в феррите и цементите, оказывает благоприятное влияние на механические свойства стали.
Cr, Ni и Мо эффективно повышают прокаливаемость.
Достоинства стали:
малая склонность к хрупкому разрушению,
хорошая работа при динамических нагрузках и в условиях пониженных температур,
слабо разупрочняется при нагреве.
Недостатки стали:
высокая стоимость,
пониженная обрабатываемость резаньем,
склонность к образованию флокенов.