Свойства цементованного слоя

Радикальное средство для устранения излишнего количества остаточного аустенита в цементованном слое — обработка холодом детали после закалки охлаждают до отрицательных температур, что вызывает превращение почти всего аустенита в мартенсит в поверхностном слое и повышение твердости. Свойства сердцевины (содержащей малое количество углерода) при этом не изменяются, так как количество остаточного аустенита невелико и не изменяется при охлаждении в области отрицательных температур. [c.383]

Для повышения поверхностной твердости и, следовательно, увеличения стойкости против износа детали, изготовленные из стали марок 10, 15, 20 и 25, иногда подвергаются цементации или цианированию. Вместо стали марок 15, 20 и 25 для изготовления ответственных деталей нефтегазопромыслового и заводского оборудования может быть рекомендована сталь с повышенным содержанием марганца марок 15Г и 20Г. Эта сталь по сравнению со сталями с нормальным содержанием марганца обладает большей прочностью при сохранении высоких пластических свойств. При цементации деталей из стали с повышенным содержанием марганца образуется более однородный цементованный слой, и после закалки такие детали имеют высокую и равномерную поверхностную твердость. Сталь с повышенным содержанием марганца марок 40Г и 45Г обладает после закалки и высокого отпуска повышенной прочностью, хорошей вязкостью и сопротивляемостью износу. Для изготовления пружин, пружинных шайб и колец целесообразно применять стали с повышенным содержанием марганца, например, сталь марки 65Г. [c.26]

Концентрация углерода в цементованном слое для получения оптимальных свойств прочности должна находиться в определенных пределах в зависимости от марки легированной стали (обычно 0,8—1,0%). [c.96]

Охлаждение после цементации на воздухе (или вместе с ящиком), затем двойную закалку или нормализацию и закалку (первую закалку—при температуре более высокой, чем вторую, —см. рис. 20, г) применяют главным образом после цементации в твердом карбюризаторе наиболее ответственных деталей из легированной стали. Такая обработка позволяет получить высокие механические свойства за счет устранения цементитной сетки и измельчения зерна в сердцевине и цементованном слое, но в связи с двойным высокотемпературным нагревом приводит к увеличению коробления, опасности обезуглероживания и удлинению цикла изготовления деталей. [c.102]

После цементации, закалки и низкого отпуска цементованный слой должен иметь твердость 58—62 HR , а сердцевина 30—42 HR . Сердцевина цементуемых сталей должна обладать высокими механическими свойствами, особенно повышенным пределом текучести, кроме того, она должна быть наследственно мелкозернистой. [c.268]

Увеличение содержания углерода до более высоких значе ний способствует выделению кар бидов по границам зерен, что мо жет приводить к образованию трещин в цементованном слое и снижению механических свойств (рис 100) [c.179]

Если для цементации выбирают природно-мелкозернистые стали и содержание углерода на поверхности близко к эвтектоидному, то и при одной закалке получают удовлетворительные свойства, как в сердцевине, так и в цементованном слое. Однократную закалку широко используют на заводах массового производства, где цементацию ведут в газовом карбюризаторе. Выгодно и удобно в этом случае закалку проводить после цементационного нагрева (рис. 7.6). Цементованные детали подвергают шлифованию. [c.203]

Функциональное назначение низкоуглеродистых сталей — цементуемые (нктроцементуемые) детали (зубчатые колеса, кулачки и т.п.), работающие в условиях трения. После насыщения поверхности углеродом, закалки и низкого отпуска низкоуглеродистые стали наряду с твердой поверхностью (58- 63 HR ) имеют достаточно прочную и вязкую сердце-вину, устойчивую к воздействию циклических и ударных нагрузок. Работоспособность цементованных деталей зависит от свойств поверхностного слоя и сердцевины. При одних и тех же свойствах цементованного слоя работоспособность деталей повышается по мере увеличения предела текучести и твердости сердцевины. При недостаточном уровне этих свойств под цементованным слоем происходит пластическая деформация, которая вызывает его преждевременное разрушение. [c.262]

Как известно, это может быть достигнуто путем сжатия под всесторонним гидростатическим давлением, что было показано еще в 1911 г. Т. Карманом при испытании мраморных цилиндрических образцов [21, с. 267] или с помощью метода, предложенного Б. Д. Грозиным, путем сжатия образцов, плотно вставленных в обойму. Близкое к описанному напряженное состояние может быть создано простым способом путем вдавливания шарика в центр небольшого диска до разрушения последнего. При этом может наблюдаться разрушение как путем среза, так и путем отрыва (рис. 15.17). Следует указать, что описываемым методом могут быть доведены до разрушения только малопластичные сплавы. Этот метод был успешно применен также для испытания цементованного слоя (рис. 15.18) [20]. Метод позволяет оценить изменение пластических свойств цементованного слоя в зависимости от состава и структуры слоя. При этом получается минимальный разброс результатов по сравнению с другими видами испытаний. Недостатком метода вдавливания является непригодность его для оценки пластичности в тонких слоях, например, при переменной по толщине структуре цементованного слоя. [c.55]

Обычно скорость цементации составляет примерно 0,1 мм за час выдержки. Поскольку глубина цементованного слоя редко требуется более 1,0—1,5 мм, процесс осуществляют за 8—12 ч. При больших выдержках или значительном увеличении температуры цементации может сильно вырасти зерно аустенита, что существенно ухудшает свойства цементованного слоя и потребует для исправления дополнительной закалки. [c.205]

Не ухудшая структуру и свойства цементованного слоя (рис. 99), ионную цементацию можно проводить при 1273 К, тогда процесс цементации ускорится в 8—10 раз, а с учетом подготовительно-заключительного времени длительность технологического цикла уменьшится в 11—14 раз [80]. [c.152]

Сталь для цементации. В зависимости от назначения и размеров цементуемых деталей они изготовляются из различной низкоуглеродн-стой нелегированной или легированной стали, состав и механические свойства которых приведены в табл. 30—31 и в разд. Конструкционные стали . При выборе стали необходимо учитывать наряду с механическими свойствами сердцевины стали, приводимыми в ГОСТ, также свойства цементованного слоя, склонность зерна стали к росту при длительном нагреве, прокаливаемость стали (табл. 32), сложность термообработки, деформацию при термообработке, обрабатываемость стали на станках и ряд других технологических свойств. [c.247]

Различные марин машиностроительной цементуемой стали различаются по свойствам сердцевины ( после надлежащей термической обработки), по виду термической обработки. которой изделие должно подвергаться после цементации, а тааде в определенной степени по свойствам цементованного слоя. [c.1137]

При выборе стали необходимо учитывать кроме механических свойств сердцевины, приводимых в ГОСТ, также свойства цементованного слоя, прокаливаемость стали, [c.607]

В последнее время для некоторых назначений (например, зубчатых колес) в цементуемой стали повышают содержание углерода до 0,25—0,30%. Это обеспечивает большую прочность сердцевины, позволяет уменьшить глубину цементованного слоя, а следовательно, сократить длительность цементации. Увеличение содержания углерода в цементуемой легированной стали (например, типа ХГТ), с 0,18 (18ХГТ) до 0,25—0,3% (ЗОХГТ) одновременно существенно увеличивает прочностные свойства цементованного слоя и повышает его сопротивление усталостному выкрашиванию (контактную усталостную прочность). [c.78]

Хромистые стали 15Х, 20Х предназначаются для изготовления небольших изделий простой формы, цс.мснтуемых на глубину 1,0... 1,5. мм Они по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементованном слое Прокалнваемость хромистых сталей невелика. [c.92]

Для изготовления легкосплавных бурильных труб применяют сплав Д16 (системы А1—Си—Mg), упрочняемый термообработкой. После термообработки сплаву присваивается шифр Д16Т. Высокопрочная сталь марки Д5ХН2МФАШ значительно превосходит свойства цементуемых сталей на стадии работы деталей машин и инструментов, когда цементованный слой на рабочих поверхностях частично или полностью изнашивается. [c.106]

Для цементации применяют низкоуглеродистую нелегированную и легированную сталь с содержанием углерода 0,08—0,30% (табл. 26). К цементуемой качественной стали предъявляются требования по чистоте металла, структуре, механическим свойствам, закаливаемости цементованного слоя, обрабатываемости резанием и др. [c.96]

Рис. 22. Влияние содержания углерода в цементованном слое на механические свойства ста ли после закалки и низкого отпуска / — 18ХГМ (глубина слоя 1 л лг) 2 — 18ХГМ (глубина слоя 1,25 мп) 3 — 12Х2Н4А (глубина слоя 1 мм)

При использовании этого метода цементации следует иметь в виду, что снижение содержания углерода в слое с 1,2—1,3 до 0,8 % происходит только за счет углерода, растворенного в аустените. Снижение в аустените концентрации углерода и легирующих элементов (в результате образования карбидов) приводит к уменьшению закаливаемости и прокаливаемости цементованного слоя и в итоге к ухудшению механических свойств обрабатываемого изделия. В процессе газовой цементации в эндотермической атмосфере в сталь может диффундировать кислород. Это приводит к окислению, например, Сг, Мп, 31 и других элементов поверхностного слоя стали х = 20-т 30 мкм), обладающих большим химическим сродством к кислороду по сравнению с железом. Окисление легирующих элементов ( внутреннее окисление ) снижает устойчивость аустенита, и при последующей закалке в цементованном слое образуются трооститная сетка и оксиды, что понижает его твердость и предел выносливости стали. [c.236]

Термическая обработка стали после цементации и свойства цементованных деталей. Окончательные свойства цементованных деталей достигаются в результате термической обработки, выполняемой после цементации. Этой обработкой можно исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающееся во время длительной выдержки при высокой температуре цементации, получить высокую твердость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины устранить карбидную сетку в цементованном слое. [c.236]

Для подавления обратимой отпускной хрупкости сталь легируют молибденом (или вольфрамом), что очень важно для крупных изделий, в которых даже при охлаждении в воде от температур отпуска нельзя устранить эту хрупкость. Кроме того, молибден (вольфрам) повышает прокаливаемость (особенно в сочетании с. никелем) и устойчивость стали отпуску. Молибден улучшает механические свойства стали после цементации (нитроцементации) и повышает твердость и прокаливаемость цементованного слоя, так как не склонен к внутреннему окислению при взаимодействии с газовых карбюризатором. [c.261]

Хромистые стали. Хром — сравнительно дешевый элемент и широко используется для легирования стали. В конструкционных сталях он частично растворен в феррите, частично в цементите или образует специальные карбиды (см. рис. 96). Хромистые стали 15Х, 20Х предназначаются для изготовления небольших изделий простой формы, цементуемых на глубину 1,0—1,5 мм. В хромистых сталях з большей степени развивается промежуточное превращение (рис. 161, а) при закалке с охлаждением в масле, выполняемой после цементации, сердцевина изделия имеет бей-нитное строение. Вследствие этого хромистые стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементованном слое. Хромистая сталь чувствительна к перегреву (но меньше, чем углеродистая) и при цементации может иметь повышенное содержание углерода в поверхностном слое. Прокаливаемость хромистых сталей невелика. [c.269]

Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате термической обработки после цементации. Эта обработка необходима для того, чтобы исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающееся во время длительной выдержки при высокой температуре цементации, получить высокую твердость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины. [c.123]

В цементуемых сталях стремятся иметь повышенное содержание углерода до 0,25—0,28% С с целью повышения механических свойств сердцевины зуба шестерни, уменьшения толщины цементованного слоя и улучшения обрабатываемости резанием у поковок. [c.330]

Легированные стали с содержанием хрома, никеля, молибдена, марганца применяют для изготовления высоконагруженных зубчатых колес. Наилучшие свойства в готовом зубчатом колесе получаются после цементации. Содержание углерода в цементуемых сталях обычно колеблется от 0,15 до 0,25 %. Закаленные колеса из цементуемой стали имеют твердую, износостойкую поверхность зубьев 58...63 HR и мягкую, вязкую сердце-вину 30...40 HR , что позволяет им успешно работать в условиях ударных и знакопеременных нагрузок. В зависимости от размера зубчатых колес глубина цементованного слоя составляет 0,8...2 мм. [c.560]

После цементации детали подвергают термической обработке для обеспечения высокой твердости поверхности, исправления структуры перегрева и устранения карбидной сетки в цементированном слое. Закалку производят при 780-850 С с последующим отпуском при 150-200 °С. При этом происходит измельчение зерна цементированного слоя и частично зерна сердцевины. После цементации в твердом карбюризаторе в целях получения мелкозернистой структуры поверхностного слоя и сердцевины выполняют двойную закалку (рис. 10.6). В процессе первой закалки деталь нагревают выше температуры точки на 30-50 °С, в результате чего измельчается структура сердцевины и устраняется цемен-титная сетка в поверхностном слое. При второй закалке деталь нагревают выше температуры точки на 30-50 °С, вследствие чего измельчается структура цементованного слоя, обеспечивается высокая твердость. Двойная закалка способствует повышению механических свойств деталей, но увеличивает их коробление, окисление и обезуглероживание. Окончательной операцией термической обработки является низкий отпуск при 150-200 °С, уменьшающий остаточные напряжения и не снижающий твердости стали. После [c.222]

Цементация и азотирование — наиболее распространенные методы химико термической обработки (ХТО) стали В результате такой обработки происходит поверхностное упроч нение деталей машин и механизмов возрастают износостой кость, прочность, усталостная стойкость, а в ряде случаев сопротивление коррозии и окалиностойкость Как правило, для деталей, подвергаемых цементации и азотированию, применяют специальные стали Роль легирования таких сталей состоит в получении высоких поверхностных свойств цементованного или азотированного слоя и обеспечения необходимых свойств сердцевины изделия при принятой об работке [c.175]

Рис 100 Влияние содержания углерода в цементованном слое (глубина слоя 10 мм) на механические свойства стали после закал ки и низкого отпуска (И Г Козловский Ю Ф Оржеховский) [c.179]

Характерно, что при испытаниях всех этнх шестерен по общепринятым техническим условиям качество их было признано нормальным. В табл. 8 показано значительное снижение усталостной прочности при глубине зоны внутреннего окисления свыше 0,015 мм даже для высоколегированной хро-моникельвольфрамовой стали 18Х2Н4ВА. Таким образом, предотвращение немартенситных структур в слое, образование которых стимулируется выделением карбидной фазой или процессом внутреннего окисления, является важным резервом дальнейшего повышения механических свойств цементованной стали. Наряду с рациональным выбором легирующих элементов, при этом эффективной является также интенсификация охлаждения при закалке за счет повышения скоростей потока масла. [c.312]

Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате термической обработки, выполняемой после цементации (табл. 170). Эта обработка необходима для исправления структуры, а нередко и измельчения зерна сердцевины и цементованного слря получения высокой твердости цементованного слоя и хороших механических свойств сердцевины устранения карбидной сетки в цементованном слое, которая может возникнуть при пересыщении его углеродом. [c.334]

Цианирование. Цианирование производится в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий или желтую кровяную соль. По своим свойствам цианированный слой приближается к цементованному, но обладает более высокой износоустойчивостью. Цианированию подвергают тяжело нагруженные шестерни, валики, винты из малоуглеродистой или легированной стали. Из-за вредности цианистых соединений (соединений азота с углеродом) цианирование в практике менее распространено. [c.232]

ЦХТО по способу, приведенному в работе [217], обеспечивает измельчение структуры как цементованного слоя, так и сердцевины изделия. Это повышает комплекс механических и эксплуатационных свойств. Так, на исследованной стали 20Х твердость поверхностного слоя 62—63 HR s, ударная вязкость 138—142 Дж/см Важно, что в 1,5 раза возрастает предел усталостной прочности образцов по сравнению с теми образцами, которые были обработаны по способу-прототипу. [c.205]

Цементация — это процесс насыщения поверхности детали углеродом, проводимый с целью повышения твердости, износостойкости и предела выносливости при переменных нагрузках. Повышение перечисленных характеристик достигается, однако, только в том случае, если цементация сопровождается термической обработкой, заключающейся в закалке и низком отпуске. Обычно для цементации берут малоуглеродистую сталь с содержанием углерода до 0,2% в этом случае твердость ненауглероженных внутренних слоев изделия после закалки не изменяется и остается равной примерно НВ 160—170, в то время как твердость поверхности. изделия повышается до НВ 600. Если от изделия требуются повышенные прочностные свойства в сердцевине, можно применять стали с большим содержанием углерода (до 0,3), однако вязкость при этом окажется несколько сниженной. Обычно толщина цементованного слоя не превышает 1 —1,5 мм, а концентрация углерода в нем — 0,8—1,0%. [c.116]

Опыты Ш. 3. Маневича показали, что для Счалей различной твердости (150—820) и цветных металлов НУ не меняется при изменении нагрузки от 5 до 100 кгс. Хотя НУ практически не зависит от Р, обычно указывают приложенную нагрузку для того, чтобы характеризовать глубину отпечатка. Расстояние между центрами отпечатков должно быть не менее чем три длины диагонали и 2,5 до края образца. При измерении твердости по Виккерсу применяют нагрузки 5, 10, 20, 30, 50 и 100 кгс. Вследствие большого угла в вершине пирамиды малой глубине отпечатка соответствует большая величина диагонали отпечатка hjd =1 7. Это увеличивает чувствительность метода и делает его пригодным для изучения свойств тонких поверхностных слоев металла при обезуглероживании, поверхностном наклепе, химико-термической обработке поверхности и т. п. При измерении твердости азотированного или цементованного слоев чаще всего применяют нагрузку 10 кгс. В этом случае по виду отпечатка (наличие или отсутствие хрупких отколов) можно судить о хрупкости слоя. [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...