ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механические свойства стали, влияние структуры и легирующих элементов из "Металловедение " В деталях, испытываюишх знакопеременные нагрузки, металл должен обладать высоким сопротивлением усталости, а трущиеся детали — сопротивлением износу. Во многих случаях требуется хорошее сопротивление коррозии, ползучести и другим постоянным воздействиям. Это значит, что детали должны быть долговечными. [c.364] Таким образом, детали машин должны быть изготовлены из прочного, надежного и долговечного материала. [c.364] Из всех известных в технике материалов лучшее сочетание прочности, надежности и долговечности имеет сталь, поэтому сталь является основным материалом для изготовления ответственных изделий, подвергающихся большим нагрузкам. [c.364] Механические свойства стали зависят от ее структуры и состава. Совместное воздействие термической обработки и легирования является эффективным способом повышения механических характеристик стали. [c.364] Возможные способы улучшения (повышения) механических характеристик стали являются увеличения содержания углерода легирование диспергирование структурных составляющих (путем понижения температуры превращения аустеиита в сочетании с отпуском) измельчение зерна наклеп. [c.364] Однако всякое упрочнение, проведенное указанными способами (кроме измельчения зерна и легирования никелем), снижает вязкость (повышает порог хладноломкости и уменьшает работу распространения трещины). [c.364] Поэтому при разработке составов конструкционных сталей н режимов их термической обработки нужно рассматривать такие способы, при которых пластические и вязкие свойства уменьшаются в минимальной степени. [c.365] Простое увеличение углерода при феррито-перлитной структуре (нормализованное состояние) приводит к повышению Прочности и порога хладноломкости. Максимальная прочность при такой структуре соответствует содержанию углерода примерно 1% С и достигает всего лишь 100 кг /lмм (см. выше рис. 148), тогда как порог хладноломкости лежит ниже 0°С лишь при содержании углерода не более 0,4%. [c.365] Таким образом, мы можем заключить, что предельное содержание углерода в термически не упрочненной стали с феррито-перлитной структурой составляет 0,4% при этом сталь будет иметь сгв = 60 ктс/мм , 7 5о=—20°С и ар = 6 7 кгсХ Xм/ м . [c.365] Если предъявить требования свариваемости, то содержание углерода должно быть снижено до 0,2% (во избежание образования трещин в сварном шве и его охрупчивания) прочность при этом снизится до 35 1кгс/м1м . [c.365] Двойная обработка, при которой окончательная структура формируется не из аустенита, а из мартенсита, т. е. применение закалки с последующим отпуском позволяет широко изменять прочностные свойства от максимальных, соответствующих закаленному состоянию до минимальных, соответствующие отожженному, и важно, что при этом пластические и вязкие свойства оказываются более высокие, чем при одинарной обработке (продукты распада аустенита). [c.365] Это наглядно видно из табл. 29. Так, например, если обрабатывать сталь для получения предела прочности 80 кгс/мм . [c.365] Это является результатом разного положения порога хладноломкости и меньшего содержания волокна в изломе (%) (для закаленной и отпущенной стали S = 80%, а для нормализованной В = 30% ). [c.366] Тем не менее, возможности термического улучшения также не безграничны. Как и в случае других видов упрочнения — при увеличении прочности термически улучшенной стали снимаются вязкие свойства. На рис. 288 показана зависимость работы распространения трещины от предела прочности стали в улучшенном состоянии (типа Х5М2СФ). [c.366] Величина Ор = 2 кгс-м/см для детали машин является минимальной. Для стали обычной выплавки и после обычной термической обработки (кривая /) это предельное значение будет при с1п=180 кгс/мм (при полностью вязкол изломе). [c.366] мы видим, что для сохранения достаточной вязкости после одинарной термической обработки (нормализации) предельное значение прочности составляет всего лишь 60 кгс/мм , а в случае двойной обработки (улучшения) 120 кгс/мм . [c.367] Такие же рассуждения приведут нас к выводам, что при изотермической закалке на бейнит удовлетворительная вязкость сохраняется при прочности не более 140—160 кгс/мм . [c.367] Из сказанного выше явствует, что оптимальные механические свойства достигаются в результате улучшения (или изотермической закалки), для чего аустенит должен быть при закалке переохлажден до температур образования мартенсита. В углеродистых сталях (Ст 20—40) применяемых на практике интенсивных закалочных средах (вода) сквозную закалку удается получить в сечениях до 10—15 мм. [c.367] Увеличить прокаливаемость термическими средствами (интенсификация охлаждения, выращивание зерна) нецелесообразно, так как возникает опасность получения закалочных дефектов и ухудшения вязких свойств. [c.367] Вернуться к основной статье