Прокаливаемость металлов стали

Испытания на ползучесть при изгибе — Метод ЦНИИТМАШ 3 — 62 Испытания на прокаливаемость 3 — 286 343 — см, также под названием отдельных металлов с подрубрикой — Испытания на прокаливаемость, например, Сталь — Испытания на прокаливаемость и т. п. Испытания на расплющивание 3 — 296 Испытания на растяжение 3 —16, 24, 28, 49, 219 [c.150]

В соответствии с изложенной точкой зрения предпринимались попытки строить полосы прокаливаемости для стали той или иной марки по результатам испытания образцов стали, взятых из металла плавок, имеющих предельное содержание элементов, предусмотренное стандартом. Эти попытки не увенчались успехом. Оказалось, что встречаются случаи, когда сталь менее легированной плавки обладает более глубокой прокаливаемостью, чем сталь более Легированной плавки. На практике при массовых испытаниях прокаливаемости конструкционных сталей подобные случаи встречаются очень часто. [c.28]

Прежде всего на степень развития ликвации оказывает влияние скорость кристаллизации стали, связанная с массой слитка. Отсюда очевидно, что для управления прокаливаемостью следует сталь каждой марки разливать в слитки оптимального размера. Это тем более необходимо, что в практике металлургических заводов даже сталь одной и той же марки отливают в слитки, масса которых, а следовательно, и поперечное сечение колеблются в широких пределах. При прокатке таких слитков степень обжатия металла также колеблется весьма широко, что также сказывается на однородности структуры и прокаливаемости. [c.150]

Прокаливаемость улучшаемой стали влияет на технологию обработки заготовки колеса. При невозможности достижения заданных механических свойств металла улучшением заготовки до ее обдирки приходится проводить промежуточную термическую обработку в процессе механической обработки (до чистовых токарных операций), что увеличивает цикл и трудоемкость изготовления деталей. [c.80]

По сравнению со вторым изданием (1971 г.) в третьем издании дополнительно даны работы по нормализации стали, определению прокаливаемо-сти стали и термической обработке дуралюмина, что обеспечивает проведение всех лабораторных работ, предусмотренных программой предмета Технология термической обработки металлов . Для большинства структур сталей и сплавов даны их схемы. Во всех работах сделаны необходимые уточнения в соответствии с современным научным уровнем, а также более правильным методическим изложением. [c.3]

Как известно из технологии металлов, различные стали обладают разной прокаливаемостью. Это свойство стали зависит не только от их химического состава и принятой термообработки, но и от размеров деталей. Чтобы получить после термообработки нужные механические характеристики, для каждой марки стали устанавливают предельно допустимые диаметры заготовок шестерни и толщины сечений колеса с учетом припусков на механическую обработку. Так, например, для стали 40Х, улучшенной до твердости 235...262 НВ, допускается диаметр заготовки шестерни до 200 мм, а толщина сечения заготовки колеса до 125 мм. При более высокой твердости эти параметры снижаются соответственно до 125 и 80 мм (подробно см. в учебных пособиях по курсовому проектированию). [c.124]

Более твёрдые марки углеродистой инструментальной стали могут быть использованы и для режущего инструмента по металлу с относительно невысокой производительностью на малых скоростях резания и с небольшими подачами. Для такого типа режущего инструмента, как свёрла, от которого требуется сквозная закалка, углеродистая сталь может применяться лишь для мелких размеров и при повышенной прокаливаемости (баллы 2, 3 и 4 по шкале Электросталь ). Для метчиков и плашек сквозная прокаливаемость не требуется, нужна лишь высокая твёрдость на рабочей поверхности при возможно большей вязкости сердцевины. При выборе углеродистой стали для метчиков предпочтительны плавки с меньшей прокали-ваемостью, отвечающие баллу 1 для метчиков диаметром до 20 мм и баллу 2 — для более крупных метчиков [5]. [c.444]

Конструкционная способность деталей к перенесению ударных нагрузок зависит от однородности структуры металла. В толстостенных деталях из перлитных сталей такая однородность достигается благодаря полной равномерной прокаливаемости. Для достижения однородной структуры сварных соединений применяют термическую обработку с полной фазовой перекристаллизацией. [c.207]

Стали небольшой прокаливаемости. Используются главным образом для высадочных штампов, работающих с динамическими нагрузками, вследствие способности этих сталей получать при закалке высокую твердость в поверхностном слое и сохранять вязкую сердцевину. Кроме того, эти дешевые стали используют для вытяжных пуансонов и матриц диаметром или толщиной до 20—25 мм, деформирующих металл с небольшой скоростью. [c.86]

Основное назначение ниобия и титана в стали с 2,5% Сг и молибденом — снижать прокаливаемость. Если же при сварке происходит некоторая подкалка сварного шва, то нагревом до 850° пластические свойства металла восстанавливаются полностью, так как при нагревании происходит выделение из твердого раствора карбидов ниобия (или титана). [c.21]

Легирующие добавки — это вещества (например, металлы, ферросплавы), специально вводимые в сплав для придания ему особых свойств (прочности, пластичности, коррозионной стойкости, жаропрочности, жаростойкости, увеличения прокаливаемости и ударной вязкости, повышения сопротивления теплосменам и т. д.). Например, наличие хрома в стали (более 12%) обеспечивает ей повышенную коррозионную стойкость N1, V, Мо, W — жаропрочность А1, 81, Сг повышают жаростойкость никелевых сплавов и сталей. [c.299]

Для изготовления сосудов высокого давления, тяжело нагруженных машиностроительных изделий и других ответственных конструкций используют среднелегированные высокопрочные стали, которые после соответствующей термообработки обладают временным сопротивлением 1000. .. 2000 МПа при достаточно высоком уровне пластичности. Для сталей этой группы характерно содержание углерода до 0,5 % при комплексном легировании в сумме 5. .. 9 %. В связи с весьма высокой чувствительностью к термическому циклу сварки стали с таким высоким содержанием углерода для изготовления сварных конструкций применяют только в особых случаях. Необходимый уровень прочности при сохранении высокой пластичности достигается комплексным легированием стали различными элементами, главные из которых хром, никель, молибден и др. Эти элементы упрочняют феррит и повышают прокаливаемость стали. Увеличение степени легирования при повышенном содержании углерода повышает устойчивость аустенита, и практически при всех скоростях охлаждения околошовной зоны и режимах сварки, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва, распад аустенита происходит в мартенситной области. Подогрев изделия при сварке не снижает скорости охлаждения металла зоны термического влияния до значений, меньших w p, и способствует росту зерна, что вызывает уменьшение деформационной способности и приводит к возникновению холодных трещин. [c.298]

Вместе с тем в результате обжатия (утяжки) металла при прокатке неизбежно измельчаются карбидные частицы, что должно оказывать влияние на прокаливаемость стали. [c.91]

Пробы металла из которых будут изготовлены образцы для испытания на прокаливаемость, следует отбирать с соблюдением ограничений, накладываемых математической статистикой. Выборка экспериментальных данных о прокаливаемости стали должна быть извлечена (т. е. составлена) в разбивку в пространственном и временном смыслах [151]. Это значит, что плавки должны быть выплавлены на различных заводах (таким образом соблюдается ограничение об извлечении выборки в разбивку в пространственном смысле) и в течение достаточно длительного времени (этим соблюдается ограничение об извлечении выборки в разбивку во временном смысле). [c.163]

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 отличаются большой прочностью, но меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые. Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии — после закалки и высокого отпуска на структуру сорбита — достигаются высокая вязкость, пластичность и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжений. При увеличении сечения деталей из-за несквозной прокаливаемости механические свойства сталей снижаются. После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т. п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работающих на растяжение, сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей, испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения (валы, оси и т. п.), которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей — 30 мм. [c.281]

После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т.п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работаюш их на растяжение — сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей (валы, оси и т.п.), испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения, которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей — 30 мм. [c.249]

Прокаливаемость — технологическое свойство стали, от которого зависят объем упрочняемого при термической обработке металла, его форма и размеры после термической обработки из-за деформации и коробления. Удовлетворение требований машиностроителей по этому показателю на практике осуществляется металлургами главным образом путем отсортировки металлопроката, выдержавшего соответствующие испытания по согласованным нормативам. Как правило, контролируют промежуточную заготовку, хотя важнее определять прокаливаемость уже конечного продукта. В действующей НТД нормы по прокаливае-мости устанавливают в определенном диапазоне. Сужение диапазона норм прокаливаемости, хотя и допускается ГОСТами, но встречает естественные возражения поставщиков при оформлении заказов, так как уменьшается выход годного. Наиболее целесообразно включать в оценку не только уровень прокаливаемости, но и ее воспроизводимость в различных партиях через параметр q (см. выше) и учитывать его в цене на металл. Разработка и внедрение мероприятий по стабилизации прокаливаемости стали с помощью ЭВМ дают возможность точно определять эту характеристику, исходя из химического состава жидкой стали и условий ее реального передела. В сочетании с непрерывным способом разливки стали в этом случае может быть гарантирована однородность химического состава металла всей партии, что позволит значительно уменьшить разброс величины прокаливаемости. [c.417]

Режущие инструменты — резцы, фрезы, сверла —из углеродистой стали при незначительном нагреве (около 200° С) теряют твердость, поэтому применять их при обработке металла с большой скоростью резания невозможно. При введении определенных легирующих приме-сёй сталь приобретает красностойкость и износостойкость, получает глубокую прокаливаемость, равномерную закалку и значительно меньше напряжений, чем углеродистая сталь она имеет высокую прочность, твердость и хорошо противостоит ударным нагрузкам. [c.108]

В качестве лцтого , был использован металл, застывший в литниках сифонной разливки. Отметим, что, несмотря на различные условия кристаллизации стали в литниковых ходах, по.сравнению с кристаллизацией в изложнице микроструктура стали, кристаллизовавшейся в литниках, была типичной для литой стали. Это послужило основанием для качественного сопоставления прокаливаемости литой стали с прокатанной, полученной из крупных слитков. Отметим также, что литую и прокатанную сталь отжигали одновременно. [c.82]

Условия выплавки и микросостав шарикоподшипниковой стали ШХ15 существенно влияют на величину зерна аустенита и склонность его к росту при нагреве. Для сталей, полученных в открытых мартеновских и электрических печах, это зависит от содержания азота и алюминия и их количественного соотношения для сталей электрошлакового переплава — от состава применяемого флюса, определяющего содержание остаточного алюминия в металле для сталей после вакуумного дугового переплава величина зерна аусте-нита и прокаливаемость зависят от содержания алюминия и азота в исходном металле [15]. [c.32]

Исключение составляют никель и молибден. Никель повышает сопротивление хрупкому разрушению стали, увеличивая пластичность и вязкость, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений и понижает температуру порога хладноломкости. При содержании в стали I % N1 порог хладноломкости снижается на 60—80 "С, дальнейшее увеличение концентрации никеля до 3—4 % вызывает менее сильное, но все же снижение порога хладноломкости. Повышая запас вязкости, никель увеличивает КСТ и Д 1 . Введение 3—4 % N1 рекомендуется для обеспечения глубокой прокаливаемости. Никель — дорогой металл, поэтому чаще в конструкционные стали его вводят совместно с хромом и другими элементами и притом в предельно минимальном количестве. В сложнолегированных сталях никель также обеспечивает высокое сопротивление хрупкому разрушению. [c.260]

Штампы для холодного деформирования работают в условиях высоких переменных нагрузок, выходят из строя вследствие хрупкого разрушения, малоцикловой усталости и изменения формы и размеров за счет смятия (пластической деформации) и износа. Поэтому стали, используемые для изготовления штампов, пластически деформирующих металл при нормальных температурах, должны обладать высокой твердостью, нзносостой костью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью. В процессе деформирования с большей скоростью штампы разогреваются до 200—350 °С, поэтому стали этого класса должны быть и теплостойкими. Для крупных штампов необходимо обеспечить высокую прокаливаемость и небольшие объемные изменения при закалке. Если в процессе термической обработки происходит искажение сложной конфигурации штампа, то необходимо проводить доводку штампа до требуемых размеров, что не всегда осуществимо. Наиболее часто применяют стали, состав и термическая обработка которых приведены в табл. 29. Высокохромистые стали Х12Ф1 и Х12М относятся к ледебуритному классу и содержат 16—17 % карбидов (Сг, Ее), Q. Стали обладают высокой износостойкостью и при закалке в масле мало деформируются, что важно для штампов сложной формы. [c.358]

Инструментальную сталь подвергают очень тщательному контролю состава и свойств металла для каждой плавки на металлургическом заводе важнейшие данные контроля заносятся в сертификаты плавок. Например, завод Электросталь , кроме обычных данных и химического анализа, сообщает данные планочного контроля, К числу их относятся твердость по Бринелю в состоянии поставки, результаты испытаний на макро- и микроструктуру, в том числе и балльная оценка макро- и микроструктуры, неметаллических включений (окислы и сульфиды), карбидной полосчатости, зернистости перлита и глубины обезуглероживания в Состоянии поставки. Помимо этого, определяется прокаливаемость и допустимый интервал закалочных температур для сталей, закаливаемых в воДе. Эти данные проверяются и машиностроительными заводами, которые дополняют их исследованиями технологических свойств, например, обрабатываемости режущим инструментом, шлифуемости, склонности к обезуглероживанию и де4юрмации при закалке. [c.362]

Наиболее важными характеристиками улучшаемых сталей являются прокаливаемость и сопротивление усталости. Глубина прокаливаемого слоя у легированной стали 40Х составляет 40 мм, а у сложнолегированных сталей 40ХНМ и 38ХНЗМА — 100 мм. Этого достаточно для термического улучшения деталей широкой номенклатуры, а для ряда осесимметричных деталей не требуется сквозная прокаливаемость. Например, конструкционная прочность валов обеспечивается, когда структура сорбита отпуска образуется в слое толщиной, равной половине радиуса вала. Недостатком ряда улучшаемых сталей является чувствительность к обратимой отпускной хрупкости. К ней наиболее склонны хромомарганцевые и хромоникелевые стали с большой прокаливае-мостью. Для предотвращения охрупчивания деталей из этих сталей при высоком отпуске принимают технологические меры. Улучшаемые стали, содержащие молибден, нечувствительны к отпускной хрупкости. После термического улучшения о не превышает 550 МПа. В результате расчета долговечности деталей по этим значениям получают большие размеры деталей, что неприемлемо из-за увеличения расхода металла и габаритных размеров механизмов. При расчете ограниченной долговечности деталей исходят из переменных напряжений, больших Это основано на живучести сталей после термического улучшения, когда главное значение имеют малые скорости распространения усталостных трещин. Проверка деталей средствами неразрушающего контроля позволяет обнаруживать усталостные трещины и заменять дефектные детали. [c.104]

При увеличении содержания меди растут временное сопротивление предел текучести прокаливаемость (0,1—0,2 % Си удваивает прокаливаемость нелегированных инструментальных сталей) растрескивание при пайке склонность к окалинооб-разованию (обогащение медью под слоем окалины, проникновение меди от поверхности внутрь металла вдоль границ зерен — возникновение поверхностных трещин) образование термических трещин жидкоте-кучесть (1—2 % Си в сером чугуне) спе-каемость (порошковая металлургия) стойкость против ржавления (при 0,3 % Си в строительных и 2 % Си в легированных сталях), при этом критическая скорость охлаждения уменьшается. [c.45]

Выше указывалось, что наиболее суш,ественное влияние на прокаливаемость кремний оказывает при сравнительно малых содержаниях (см. рис. 57). Можно предположить, что при таких содержаниях 0,20% Si) атомы кремния растворяются преиму-ш,ественно в граничных объемах зерен металла (т. е. в этом случае кремний является горофильным элементом, по В. И. Архарову). Растворяясь преимущественно в граничных объемах зерен, атоны кремния залечивают дефекты кристаллической решетки твердого раствора, снижают уровень поверхностной энергии и повышают устойчивость аустенита и прокаливаемость стали. [c.61]

Металл, выплавленный в основной печи, подвергался дву- и четырехкратному переплаву, металл, выплавленный в кислой печи,-—двукратному переплаву. Очевидно, что переплав должен был вызвать изменение количества моноокиси кремния и прокэс ливаемости стали. Однако прокаливаемость оказалась "одинаковой. [c.90]

Сталь ШХ15, которую раскисляли так, что она преднамеренно значительно различалась по степени раскисленности, обрабатывал и синтетическими шлаками. И в этом случае металл различался по содержанию моноокиси кремния. Между тем прокаливаемость стали во всех случаях оказалась одинаковой и находилась на уровне прокаливаемостй стали обычной выплавки [79]. [c.90]

По данным Челябинского института металлов, увеличение степени вытяжки стали марки ШХ15 от 4 до 48 способствует повышению прокаливаемости в 1,2 раза для слитков массой 1115 кг, в 1,8 раза для слитков массой 2730 кг, в 1,3 раза для слитков массой 4500 кг. [c.92]

Как ВИДНО ИЗ рис. 71, скорость охлаждения слитков стали от температуры жидкого металла до комнатной оказывает весьма заметное влияние на прокаливаемость сталей ШХ15 и ШХ15СГ. Такие же результаты получены и на сталях У8 и У10. [c.96]

Для исследования были использованы торцовые образцы, отобранные от плавок сталей ШХ15 и ШХ15СГ, имевших наиболее низкую (по три образца) и наиболее высокую (по три образца) прокаливаемость. Съемку, рентгенограмм производили по плоскостям, на которых определяли твердость для построения графиков прокаливаемости. Перед съемкой плоскости образцов дополнительно шлифовали при обильном охлаждении до полного удаления следов замера твердости, а затем для удаления наклепанного. при шлифовании слоя с поверхности плоскостей стравливали,. слой металла. [c.125]

Кроме значений r i, (То 2 при выборе марки стали учитывают ударную вязкость, сопротивление износу, прокаливаемость. Высокая циклическая прочность стали достигается в том случае, если она оказывает высокое сопротивление зарождению трещин усталости и их развитию. Механизм зарождения усталостной треш ины связан с развитием и накоплением в поверхностном слое микропластической деформации. Он основан на движении дислокаций, возможность перемещения которых при напряжениях ниже предела текучести обусловлена анизотропией кристаллов и их случайной ориентацией. В отдельных кристаллах при небольших средних напряжениях могут возникать напряжения, достаточные для. перемещения слабозакрепленных дислокаций. Кроме того, для тонких поверхностных слоев (в 1 - 2 зерна) характерно низкое напряжение работы источников дислокаций Франка — Рида. По этим причинам в мягких (отожженных) металлах уже на ранней стадии нагружения (1 - 5 % от общего числа циклов до разрушения) наблюдаются ранняя микропласти-ческая деформация и повреждение тонких поверхностных слоев. Микро-пластическая деформация проявляется в образовании на поверхности линий сдвига (скольжения), плотность которых растет с увеличением числа [c.273]

Шепеляковский К. 3., Девяткнн В. П., Бернштейн Б. О. Прочностные характеристики высокоуглеродистой стали регламентированной прокаливаемости после объек -ноповерхностиой закалки. — Металловедение и термическая обработка металлов, [c.273]

Предел прочности и другие механические и технологические свойства этих сталей определяются в основном содержанием в них углерода. Легирующие элементы увеличивают прокаливаемость стали т. е. максимальную толщину детали, при которой происходит закалка с образованием мартенситной структуры во всем сечении. В некоторой мере легирующие элементы способствуют увеличению вязкости и пластичности стали. Более существенное влияние на шзкость стали при той же прочности может оказать металлургическое качество металла, характеризующееся макроструктурой и плотностью слитка, а также величиной лнквацвонвой неоднородности, чистотой по неметаллическим включениям и содержанием вредных прнмёсей и газов. [c.215]

Для правомерного определенияна материалах средней и низкой прочности требуются образцы большой толщины. Так для сталей с ffg = 400—700 МПа для обеспечения условий плоской деформации приг комнатной температуре необходимо проводить испытания на образцах толщиной 250 мм, высотой 610 мм, шириной 635 клм для титановых сплавов средней прочности в США используют листовые образцы длиной 400 мм, шириной 120 мм, и толщиной до 80 мм. Это приводит к большому расходу металла и затрудняет испытания из-за необходимости использования машины с большими предельными нагрузками. Не всегда имеются в наличии полуфабрикаты необходимой толщины для определения и, самое главное, механические свойства, определенные на одинаковых стандартных образцах с диаметром 10 мм, но взятых в разных ly e Tax заготовки, существенно различаются, особенно по пределу текучести (это обстоятельство приводит к необходимости регламентировать правила отбора проб из крупных заготовок для того, чтобы можно было надежно сопоставлять результаты испытаний этих образцов на растяжение). Тождественность комплекса механических свойств в крупном и мелком сечении иногда невозможно получить из-за ограниченной прокаливаемости сечения, необходимого Для выполнения критериев правомерности определения Ку , Кроме того, испытания по определению для конструкционных сталей, алюминиевых, титановых и других сплавов низкой и средней прочности и повышенной пластичности должны проводиться при таких температурах и тоЛ-щинах образцов, которые не отражают реальные условия конструирования и эксплуатации. Таким образом, признается необходимость "полунатурных" испытаний, что затрудняет использование этой важной характеристики для широкого практического применения при оценке сопротивления хрупкому разрушению таких важных конструкционных материалов, как низко- и среднеуглеродистые стали. [c.35]

Штампы для горячей штамповки при работе соприкасаются с металлом, нагретым до высоких температур, и иоэтому сталь для таких штампов должна сохранять достаточную твердость и износостойкость при нагреве до температур порядка 600° С, т. е. при температурах высокого отпуска. Для увеличения твердости и красностойкости эти стали легируют хромом, молибденом и вольфрамом, для повышения прокаливаемости — никелем и марганцем (5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНВ). Содержание углерода сравнительно невелико (0,5—0,6%), что обеспечивает достаточно высокую ударную вязкость. После закалки и высокого отпуска твердость этих сталей составляет НВ 350—450. [c.139]

Прокаливаемость стали характеризуется ее способностью закаливаться на определенную глубину. При закалке поверхность детали охлаждается быстрее, так как она непосредственно соприкасается с охлаждающей жидкостью, отнимающей тепло. Сердцевина детали охлаждается гораздо медленнее, так как тепло из центральной части детали передается через массу металла к поверхности и только на поверхности поглощаегся охлаждающей жидкостью. [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...