HomeЛегированная сталь › Марки стали, применяемой в термически улучшенном состоянии

Марки стали, применяемой в термически улучшенном состоянии

Марки стали, применяемой в термически улучшенном состоянииСорбитное состояние стали после операции термического улучшения характеризуется оптимальным сочетанием механических свойств для большинства случаев использования стали: высоким пределом прочности и упругости при одновременно большой вязкости стали.

 

Поэтому термическое улучшение является наиболее широко применяемым методом термической обработки конструкционной стали. Существует чрезвычайно большое число марок улучшаемой легированной стали, которые приводить здесь нет необходимости.

1 Сравнительно недавно с помощью электронного микроскопа были обнаружены дисперсные выделения на границах зерен стали в хрупком состоянии.

2 Указания на большую часть этих марок можно найти в ГОСТ 4534 — 57.

 

 

Укажем лишь на некоторые основные принципы построения этих марок. Так как сорбит отпуска представляет конгломерат феррита и дисперсных глобулярных карбидов, то, очевидно, его механические свойства будут определяться:

1) количеством и степенью дисперсности карбидов, при этом (подобно тому, как в равновесном состоянии) химический состав карбидов не имеет существенного значения;

2) свойствами ферритной основы, в массе которой залегают карбиды.

 

Иными словами, задача получения необходимых механических свойств стали, в состоянии сорбита сводится к созданию необходимого количества карбидов, оптимальной степени дисперсности при сохранении определенных свойств ферритной основы. При этом прочность в основном находится в связи с количеством и степенью-дисперсности карбидов, а вязкость зависит также от ферритной основы.

 

Относительное количество карбидов в легированной стали определяется главным образом содержанием углерода. Теоретически оно зависит и от содержания в стали-легирующих элементов, но последний фактор имеет подчиненное значение. Практический опыт показывает, что в среднелегированной высокоотпущенной конструкционной стали максимально допускаемое количество карбидов лимитируется концентрацией-у глеродов порядка 0,45-0,50%.

 

Дальнейшее повышение количества карбидной фазы при увеличении содержания углерода выше 0,45-0,50% сопровождается понижением показателей вязкости ниже уровня, допускаемого для конструкционной стали (ак s 3,0 кем/\’см2). С другой стороны, чрезмерное понижение содержания углерода в стали (меньше 0,2%) связано с резким уменьшением прочности стали.

 

По этим причинам конструкционная легированная сталь, применяемая в сорбитном состоянии, в большинстве случаев содержит углерод в пределах 0,25-0,45%.

Чтобы при высоких температурах отпуска не произошла коагуляция карбидов до размеров, сильно снижающих ав и as, в сталь вводятся легирующие элементы» образующие карбиды, трудно коагулируемые при отпуске в интервале температур 550-650°. Наличие таких дисперсных специальных карбидов позволяет сохранить при высоких температурах отпуска указанные свойства на должном уровне.

 

Чаще всего в качестве основного легирующего элемента, регламентирующего процессы карбидообразования улучшаемых сталей, принимается хром в количестве 0,8-1,7%. Чисто хромистые стали получили в отечественной промышленности широкое распространение и представлены целой серией марок: 20Х, ЗОХ и т. д. до 50Х. Однако хромистые стали имеют сравнительно невысокую прокаливаемость и не отличаются большим запасом вязкости.

 

Для улучшения прокаливаемости этих сталей они дополнительно легируются Мо и Мп. Для получения большей мелкозернистости в их состав вводят иногда V. Соответственно в ГОСТ предусматривается серия марок типа 30ХМ, 40ХГ, 40ХФА-и т. п.

 

Тем не менее все эти стали все же не обладают большой прокаливаемостыо, и потому они не находят применения для изделий значительной толщины (порядкам 100 мм и более). Для таких изделий обычно используются хромоникелевые стали.

 

Однако недостатком этих сталей является высокая склонность к отпускной хрупкости, и потому они часто дополнительно легируются молибденом или вольфрамом. Сг-Ni, Сг-Ni-Мо и Сг-Ni-W стали представлены в ГОСТ большим числом-марок типа 40ХН, ЗОХНЗ, ЗЗХНЗМ, 25ХНВ и т. п.

 

Содержание Сг в этих сталях обычно не выходит за пределы 0,8-1,7%, а количество никеля составляет от 1 до 4,5%. Мо обычно предусматривается в пределах: 0,2-0,3% и W — от 0,8 до 1,2%.

 

Следует считать, что Сг — Ni — Мо и Сг — Ni — W стали представляют лучший тип современных конструкционных сталей. При высоком содержании в их составе Ni они прокаливаются в сечениях диаметром 200 мм и выше. Вместе с тем эти стали обладают малой склонностью к хрупкому разрушению и поэтому хорошо работают при динамических нагрузках. Не случайно поэтому Сг — Ni — Мо и Сг — Ni — W стали находят применение в наиболее ответственных случаях использования в технике.

 

Серьезным недостатком указанных сталей является их высокая стоимость, обусловленная присутствием в их составе.(Ni, Мо и W. Поэтому в промышленности известен ряд заменителей этих сталей.

 

Так, например, в отдельных случаях некоторое количество никеля заменяется медью или марганцем. За счет введения в сталь V, а также повышения содержания Сг (до 2,8%) иногда уменьшается количество Мо и W, что позволяет получить равноценные результаты в отношении прочности стали после ее высокого отпуска.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.