1. Характеристика стали 30 ХГС
1.1 Марочный химический состав
| Химический элемент
|
% |
| Кремний (Si) |
0,90–1,20 |
| Углерод (С) |
0,28–0,35 |
| Марганец (Mn) |
0,8–1,10 |
| Никель (Ni), не более |
0,30 |
| Фосфор (P), не более |
0.035 |
| Хром (Cr) |
0,80–1,10 |
| Сера (S), не более |
0.035 |
| Медь (Cu), не более |
0,30 |
1.2 Критические точки
| Критические точки
|
°С
|
| Ac1 |
760 |
| Aс3 |
853 |
| Mн
|
352 |
| tн |
900 |
1.3 Области применения изучаемой стали
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный, калиброванный пруток, шлифованный пруток и серебрянка, лист тонкий, полоса, поковки и кованные заготовки, трубы.
Назначение – различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали.
Температура ковки, о
С: начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51–100 мм – в ящиках.
Свариваемость – ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка, КТС без ограничений.
Флокеночувствительность – чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости – склонна.
2.
Режимы термической обработки для получения следующих структур:
2.1 Получение структуры перлит + феррит
Нагреваем сталь до температуры ≈ 8700
С. При нагреве до такой температуры сплав переходит в однофазное состояние – однородный аустенит. Затем необходимо непрерывно охлаждать сплав со скоростью V < Vнкз
. При этом сначала выделиться избыточный феррит при пересечении линии выделения избыточной α – фазы, а после пересечения линии начала превращения по первой ступени начнет выделяться перлит. Перлит будет выделяться до полного исчерпания исходной фазы. После пересечения линии конца превращения по первой ступени, и дальнейшего охлаждения до комнатной температуры с произвольной скоростью, получается заданная структура – перлит и феррит.
2.2
Получение перлита с минимальным количеством феррита
Нагреваем сталь выше температуры Ас3
, для получения однородной структуры – аустенита. После этого делаем выдержку, затем охлаждаем со скоростью Vвкз
до температуры Т = 720 0
С и делаем изотермическую выдержку до конца перлитного превращения. Затем произвольно охлаждаем. В результате феррит выделиться в минимальном количестве, а аустенит превратиться в перлит.
2.3 Получение мелкоигольчатого мартенсита
Нагреваем сталь выше температуры Ас3
примерно на 20 – 40 0
С для получения в структуре мелкозернистого аустенита. Затем охлаждаем со скоростью V > Vвкз
. При температуре ниже температуры Мн
в структуре будет мелкоигольчатый мартенсит.
2.4
Получение крупноигольчатого мартенсита
Нагреваем сталь значительно выше температуры Ас3
примерно до температуры около 9000
С для получения в структуре крупнозернистого аустенита. Затем охлаждаем со скоростью V > Vвкз
. При температуре ниже температуры Мн
в структуре будет крупноигольчатый мартенсит.
2.5 Получение структуры мартенсит и феррит
Нагреваем сталь в межкритический интервал температур: Ас1
– Ас3,
для получения в структуре аустенита с ферритом, потом охлаждаем со V > Vвкз
. До t=7300
С и делаем изотермическую выдержку пока не начнется выделение избыточного феррита и затем охлаждаем. При температуре ниже температуры Мн
в структуре будет мартенсит и феррит.
2.6 Получение структуры феррит, троостит и мартенсит (с различным соотношением структурных составляющих)
Для получении такой структуры необходимо нагреть сталь до температуры аустенизации(Ac3), затем охлаждение со V > Vвкз
до 7000
С и выдержка 5 мин, при этом выделяется феррит. Затем охлаждение со V > Vвкз
до 580 0
С и выдержка 2 мин, при этом выделяется тростит. Т.к. линия конца перлитного превращения не была пересечена, то оставшийся аустенит превратиться в мартенсит.
2.7
Получение в структуре мартенсита и продуктов промежуточного превращения в верхнем и нижнем районе температур второй ступени (на разных стадиях распада)
Нагреваем сталь в однофазную аустинитную область, а затем охлаждаем со скоростью V > Vвкз
до Т= 470 0
С 20 с изотермической выдержкой 3 с для получения верхнего бейнита, затем быстрым охлаждением до Т = 350 0
С и изотермической выдержкой 30 с для получения нижнего бейнита. Оставшийся аустенит превратится в мартенсит при охлаждении со скоростью V > Vвкз
.
2.8 Получение структуры сорбит отпуска
Исходной структурой является мартенсит. Для получения сорбита отпуска отпуск следует проводить при температуре 650 0
С. Выдержка при этой температуре должна составлять 30 мин для снятия остаточных напряжений, возникающих в результате закалки на мартенсит. После этого необходимого охладить сталь, при относительно небольшой скорости, например, на воздухе при комнатной температуре.
Список используемой литературы
1.Справочник по машиностроительным материалам. Под редакцией Г.И. Погодина – Алексеева.
2.Специальные стали. Гольштейн Н.О., Грачев С.В., Векслер Ю.Г.
3.Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. А.А. Попов, Л.Е. Попова.
4.Металловедение, термообработка и рентгенография. Новиков И.И. Строганов Г.Б., Новиков А.И.
5.Металловедение и термическая обработка металлов. Лахтин Ю.М.
|
