Структура и свойства на поверхности те же что у стали нелегированной

различия лишь в прокаливаемости стали

Легированные стали позволяют иметь под тонким поверхностным слоем(1-2мм) после цементации увеличивается твердость и прочность сердцевины.

Это обеспечивает возм обеспеч повыш Конт напр, без продавливаемости пов слоя

Карбиды задерживают рост зерен цементита и позволяет понизить температуру

Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, в автомобильной промышленности, тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени в станкостроении, инструментальной и других видах промышленности. Это стали применяют для тяжело нагруженных металлоконструкций.

Стали, в которых суммарное количество содержание легирующих элементов не превышает 2.5%, относятся к низколегированным, содержащие 2.5-10% - к легированным, и более 10% к высоколегированным (содержание железа более 45%).Наиболее широкое применение в строительстве получили низколегированные стали, а в машиностроении - легированные стали.

44. Стали марок: 15, 15Х, 12ХН3А. обработка, структура, свойства. Назначение в промышленности

Улучшение и улучшаемые стали. Влияние улучшения на структуру и свойства.

Улучшение – закалка + высокий отпуск

Структура – сорбит

Твердость – 30 - 35 HRC

Температура – 500 – 600⁰С

Эта операция самая частая, распространенная.

Улучшаемые с содержанием С 0,3-0,5%

Cт45, Cт40, Cт35

Ст40Х,Ст38Х2М10А

сорбит максимальная ударная вязкость

Ст40,Ст40Х,Ст40ХНМА,Ст38Х2МЮА

Все эти стали подвергаются улучшению

Термическая обработка:

закалка, высокий отпуск, т.е. улучшение с целью получения минимальной ударной вязкости

чем больше в стали легирующих элементов, тем больше ее прокаливаемость

Структура: Сорбит (30-35HRC)

Ст40ХНМА имеет после улучшения свойства:

Ø до 100 мм

Азотирование стальных изделий. Область применения в промышленности

Азотированием называют процесс насыщения стали азотом. По сравнению с цементацией, азотированный слой сам без какой-либо ТО приобретает высокую твердость, а размеры изделий после азотирования изменяются мало, что не требует шлифовки. Азотирование - окончательная операция для деталей, прошедших ТО и шлифовку.

Диаграмма состояния “Fe-N”

тв р-р в N в .

тв р-р в N в

нитрид железа (тв, хрупкое соединение)

Особенности сплавов:

1. раствор N в и гораздо выше, чем в углероде

2. температура фазовы превращений меньше (превращение азотируемого феррита в азотированный аустенит:

3. Процесс азотирования при температуре ниже фазовых превращений, т.е. ниже 590°С (главная особенность).

Это означает, что длительность азотирования больше, а толщина азотированного слоя меньше.

Производство изделия при азотировании отличается от тех процессов производства изделия при цементации.

Порядок производства изделия: при азотировании используются стали с содержанием углерода 0,3%-0,5%С, это т.н. улучшаемые стали, т.е. стали которые подвергаются улучшению. Прежде всего легированные улучшенные стали.

38Х2МЮА

-0,38%С

-2 % Cr

-1% Mo,Al

64.2

А-повышенное качество (S и )

1. заготовку с припуском на мет обр подвергаются улучшению (закалка + высокий отпуск)

структура: сорбит 30-35 HRC

2.окончательная механ обработка “в размер”

3. азотирование: при нагреве 520-530°С (550°С) ниже 590°С фазового превращения.

Насыщение поверхностного слоя изделия азотом и образование в этом слое большего количества мельчайших элемента нитрида железа

поверхностный слой преобретает очень большую твердость

В процессе азотирования, а также во время охлаждения до цеховой температуры в поверхностном слое отсутствуют фазовые превращения.

в изделие с азотируемым слоем не остаточные или закалочные напряжения

деформации или корабление равны 0.

Вместе с тем низкая температура азотирования предопределяет больш продолжит самого процесса и тонкие слои упрочн слоя.

При низких температурах диффузия азота протекает крайне медленно.

Азотированный слой 0,2-0,5 мм форм при t=40-50 часов

Вывод: азотирование продолжительный и дорогой процесс.

Свойства слоя: преимущества

1. высокая твердость

2. т.к. удельный объем фазы значительно больше удельного объема -фазы, то на поверхности изделия возникают большие сжим напряжения (полезные повыш предел выносливости, знакопеременная нагрузка)

3. высокая твердость сохраняется при нагреве до 400°С (тогда, как после цементации до 200°С)

4. азотированное изделие имеет высокую коррозионную стойкость (в воде, паре особенно)

недостатки:

1. тонкий слой (по сравнению с цементацией), исключ использование больших Конт нагрузок, т.к. в этом случае продавлив.

Технология:

В тех же печах, что и при цементации вводят аммиак, который при температуре 520°С:

ионы азота

Азотирование применяют для повышения твердости, износоустойчивости, усталостной прочности, сопротивления коррозии. Для массового производства автодеталей, подвергаемых цементации, разработаны специальные марки стали, легированные алюминием: 38ХМЮА, 38ХЮА. А - для азотирования.

Закалка с нагревом ТВЧ

При нагреве стального изделия-продится ТВЧ плотность тока по сеч распред неравномерно. Она max на поверхности и в центре.

можно нагреть пов слой до закалочной температуры, оставив при этом оставш объем не нагр

после резкого охлаждения в поверхнотсном слое обр мартенсит.

Линии переменного тока индукции ЭДС напр против осн тока.

Величина ЭДС самоиндукции, тем больше ток больше, чем выше частота осн тока и чем больше силовые линии, пересекающие основной ток.

Особенности:

1. производят с помощбю индуктора ТВЧ

2. скорость нагрева гораздо выше (кроме лазера)

скорость нагрева:

-атмосфера

-ванна

-ТВЧ

3. возм легко регулировать толщину поверхностоного слоя (изменяя частоту инерции)

4. закалка ТВЧ производит местный нагрев

5. очень произ процесс в условиях массового автоматизированного производства

6. из-за кротковрем нагрева изделие, его пов не усп окислиться, азерна не успевают вырасти

-число электромагн линий, которые пересекают основной ток.