Структура цементованной стали

Из анализа структуры цементованных сталей можно сделать [c.67]

СТРУКТУРА ЦЕМЕНТОВАННОЙ СТАЛИ [c.148]

На фиг. 127 и 128 показана структура цементованной стали после окончательной термической обработки, т. е. нормализации при 900°, закалки при 770° и отпуска при 150°. Структура поверхностного слоя — мартенсит (см. фиг. 127). Структура сердцевины (фиг. 128) — мартенсит и феррит. Образец прокалился насквозь, но так как закалка произведена при 770°, то для сердцевины это бу-дет неполной закалкой, и в структуре наряду с мартенситом имеется феррит (светлые зерна). [c.149]

Рис. 99. Анормальная структура цементованной стали (схема)

Переходный слой имеет такую же структуру, как в цементованных сталях с меньшей вероятностью перегрева, так как время операции значительно меньше. [c.495]

Поверхностные трещины (фиг. 149, г), располагающиеся в виде мелкой сетки на глубину от 0,01 до 2 мм, и трещины отслаивания (фиг. 149, г) возникают благодаря образованию мелких участков структур с разным удельным объемом. Устранение резкого местного нагрева поверхности изделий при обычной закалке, при закалке цементованной стали, при высокочастотной закалке может предупредить появление этих трещин. Трещины поверхностные и отслаивания предупреждаются немедленным отпуском и самоотпуском. [c.237]

Фиг. 170. Структура поверхности цементованной стали (X 1000)

Реактивы окрашивают перлит в темный цвет, выявляют границы зерен феррита, структуру мартенсита и продуктов отпуска. Применяются также для выявления структуры азотированной и цементованной стали. С увеличением количества азотной кислоты возрастает скорость травления. Продолжительность травления — от нескольких секунд до минуты Для выявления границ зерен аустенита в закаленной стали. Время травления при 20 °С — от 5 до 30 мин, при 50—70 °С — 0,5—6 мин Для выявления границ зерен в закаленной углеродистой стали [c.44]

Надежность и долговечность при эксплуатации цементуемых изделий зависят также от структуры слоя и сердцевины, образующейся в результате полного цикла химико-термической обработки. В связи с необходимостью обеспечения поверхно стной твердости HR 59—62 структура слоя должна состоять в основном из мелкоигольчатого мартенсита с небольшими изолированными участками остаточного аустенита. Абсолютно недопустимы выделения карбидов в форме сетки по границам зерен, ибо при этом резко возрастает хрупкость. Нежелательны также выделения в значительном количестве изолированных карбидов, различимых при увеличении X 100, так как и в такой форме они снижают вязкость цементованной Стали, особенно в углах и на торцах деталей. Содержание остаточного аустенита в слое не должно превышать 15—20%. [c.305]

При избыточной концентрации азота в слое (чаще всего выше 0,4%) образуется дефектная структура, называемая темной составляющей [21, 39, 46, 64]. Этот дефект наблюдается на нетравленых шлифах в виде темной точечной сетки и простирается на глубину до 0,10 мм от поверхности (рис. 32). При наличии такого дефекта резко снижаются предел выносливости нитро-цементованной стали (на 30—70%) и контактная выносливость (в 5—6 раз) [22]. [c.315]

Фиг. 168. Структура поверхности цементованной стали (X ЮОО)

Реактив окрашивает перлит в темный цвет, выявляет границы зерна феррита, структуру мартенсита и продуктов отпуска. Применяется для выявления структуры углеродистой стали и чугуна, а также азотированной и цементованной стали Для выявления структуры высокохромистой, быстрорежущей и аустенитной марганцовистой стали в закаленном состоянии. Для лучшего выявления рекомендуется попеременное травление и полирование [c.54]

Контроль цементованной стали на высоком техническом уровне может осуществляться только с применением шкал для оценки структуры цементованного слоя. Такие шкалы созданы, однако они не являются унифицированными и разработаны применительно к определенным маркам стали. Например, на Кировском заводе для контроля структуры цементованной стали марок 12Х2Н4А и 18Х2Н4ВА разработаны три пятибалльные шкалы шкала избыточных карбидов в цементованном слое после высокого отпуска, шкала избыточных карбидов после закалки и шкала остаточного аустенита после закалки. [c.267]

На Московском автозаводе для контроля структуры цементованной стали марки 18ХГТ применяются две шкалы (фиг. 35, см. вклейку). [c.268]

Структура цианированной стали в отожженном состоянии аналогична структуре цементованной стали и отличается ст нее лишь тем, что иногда при повышенном содержании азота на поверхности слоя наблюдается тонкая нетравящаяся светлая зона толщиной 0,02—0,04 мм. Рентгено-анали зом обнаружено, что эта зона слоя имеет гексагональную решетку с параметрами, соответствующими е-фазе. Так как в этой фазе содержится много углерода формула ее (для углеродистой стали) Ре2(М,С). Несколько глубже этой зоны рентгеноанализом обнаруживается зона а + у. По другим, новым, данным цианн-рованный слой имеет более сложный состав [55]. [c.642]

При одинарной закалке высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется большое количество (до 50 — 60 % и более) остаточного аустеиита, снижающего твердость. Такие стали гюсле закалки обрабатывают холодом, что способствует переводу б6льн1ей части остаточного аустеинта в мартенсит, в результате [c.237]

Соверщенно недопустим в структуре цементованного слоя феррит. Наличие феррита, хотя и в незначительных количествах, приводит к усталостному излому детали, так как по прочности феррит — наименее слабая структура стали и по границе ферритных зерен могут возникнуть микротрещины, а затем трещины усталости. [c.494]

Цементованная сталь 20ХМА позволяет за счет изменения температуры закалки получить такую структуру. По предварительным данным применение стали ЗОХМА повышает износостойкость втулок на 40—50%. [c.12]

Сталь для цементации должна обладать минимальной склонностью к перенасыщению углеродом, сохранению остаточного аустенита, карбидообразованию, внутреннему окислению легирующих элементов и анормальности структуры цементованного слоя. Она должна быть мелкозернистой, обладать узкой полосой прокаливаемости, обеспечивающей стабильную деформацию при цементации и последующей термической обработке и хорошо обрабатываться резанием. [c.151]

Это обеспечивает измельчение зерна и полную закалку цементованного слоя и частичную перекристаллизацию и измельчение зерна сердцевины. После газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из печи после подстуживания изделий до 840—860 °С для уменьшения коробления обрабатываемых изделий. Такая обработка не исправляет структуры цементованного слоя и сердцевины, поэтому непосредственную закалку применяют только в том случае, когда изделия изготовлены из наследственно мелкозернистой стали. Для уменьшения деформации пементованных изделий выполняют также ступенчатую закалку в горячем масле (160—180 °С). [c.237]

В результате термообработки поверхностный слой приобретает структуру мелкоигольчатого мартенсита (рис. 149, б) и изолированных участков остаточного аустенита (до 30—50 %). Большое значение имеет прокаливаемость цементованного слоя, под которой понимают способность стали образовывать структуру мартенсита с 59—62 HR на заданном расстоянии от поверхности. Образование в цементованном слое карбидов и внутреннее окисление, уменьшая количество легирующих элементов в аустените, снижает прокаливаемость цементованного слоя. Карбиды добавочно уменьшают прокаливаемость, играя роль готовых центров распада аустенита, снижая его устойчивость. Недопустимо образование карбидной сетки, резко повышающей хрупкость слоя. Изолированные карбиды также могут снизить вязкость цементованной стали, особенно в углах и на торцах деталей. Увеличение интенсивности охлаждения повышает прокаливаемость слоя. [c.237]

При газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из цементационной печи после подстуживания изделий до 840—860 °С. Такая обработка не исправляет структуру цементованного слоя и сердцевины, поэтому ее применяют только для изделий, изго-тoвJilшшx из наследственно мелкозернистых сталей. [c.123]

Цементации подвергают углеродистые и низкоуглеродистые стали с низким содержанием углерода (0,1-0,2 %). В результате на поверхности концентрация углерода возрастает до 0,8-1,1 %. Толщина цементованного слоя составляет 1-2,5 мм. Концентрация углерода убывает по толщине слоя по мере удаления от поверхности. Поэтому в структуре цементованного слоя можно выделить три зоны заэвтектоидную, состоящую из перлита и расположенного по границам зерен вторичного цементита эвтек-тоидную зону состоящую из перлита доэвтектоидную, состоящую из перлита и феррита. При этом количество феррита по мере приближения к сердцевине возрастает. [c.144]

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]

Под цементацией принято понимать процесс высокотемпературного насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Так как углерод в а-фазе практически нерастворим, то процесс цементации осуществляется в интервале температур 930-950 °С — т. е. выще а у-превращения. Структура поверхностного слоя цементованного изделия представляет собой структуру заэвтектоидной стали (перлит и цементит вторичный), поэтому для придания стали окончательных — эксплуатационных — свойств после процесса цементации необходимо выполнить режим термической обработки, состоящий в закалке и низком отпуске температурно-временные параметры режима термической обработки назначаются в зависимости от химического состава стали, ответственности, назначения и геометрических размеров цементованного изделия. Обычно применяется закалка с температуры цементации непосредственно после завершения процесса химико-термической обработки или после подстуживания до 800-850 °С и повторного нагрева выше точки Ас центральной (нецементованной) части изделия. После закалки следует отпуск при температурах 160-180 °С. [c.470]

Качество процесса цементации оценивается по эффективной толщине цементованного слоя, которая определяется по одному из двух показателей — твердости или структ>ре слоя. Структура поверхностного слоя цементованной стали состоит из нескольких зон поверхностной — заэвтектоидной (перлит + цементит), эвтектоидной — перлитной и доэвтектоидной — перлито-ферритной. Эффективную толщину цементованного слоя по структуре принято измерять на металлографических шлифах в отожженном состоянии при увеличениях от 100 до 500 раз. Границей цементованной зоны считается структура состоящая из 50 % перлита и 50 % феррита, что соответствует концентрации углерода равной 0,4 масс. %. [c.472]

Основное влияние на структуру цементованного слоя в порошковых сталях оказывают медь и никель. Так, у цементованных железных образцов в структуре наблюдается большое количество цементита в виде грубой сетки карбида, у легированных никелем сетка развита значительно слабее, а у железомедных сплавов она вообще отсутствует. Термическая обработка подобных изделий состоит в закалке в воде деталей, нагретых до температур 820-840 °С, и отпуске при 180 °С в течение двух часов. Такой режим обеспечивает наибольшую твердость на поверхности образцов, легированных никелем. Наименьшая твердость получается на образцах с массовой долей меди в 3 %. Твердость сердцевины легированных изделий выше, чем у соответствующих железографитовых. [c.483]

Типичная структура цементованного слоя на поверхности низкоуглеродистой стали после медленного охлаждения от температуры цементации показана на рис. 7.3. Обычно ее сопоставляют со схемами, представленными на рис. 7.4. Наружная часть слоя, содержащая > 0,8% С, имеет структуру заэвтектоидных сталей — перлит и вторичный цементит, который при медленном охлаждении выделяется на границах аустенитных зерен в виде оболочек (на шлифе сетка). Средняя часть слоя, имеющая эв-тектоидную концентрацию, состоит из перлита. Далее по направлению к сердцевине концентрация углерода уменьшается, структура соответствует доэвтектоидной стали, причем количество перлита уменьшается при приближении к сердцевине. [c.200]

Однако чрезмерно высокое содержание легирующих элементов (в особенности дефицитных) в сталях для цементуемых изделий, например шестерен, не рекомендуется ибо при этом затрудняется применение наиболее экономически и технически выгодного метода непосредственной закалки их после цементации. Непосредственная закалка высоколегированных сталей неприемлема из-за опасности образования в структуре цементованного слоя чрезмерно большого количества остаточного аустенита, вследствие чего может значительно снизиться прочность изделия, например шестерен. [c.304]

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]

При одинарной закалке высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется большое количество (до Ю—60% и более) остаточного аустенита, снижающего твердость. Для разложения остаточного аустенита после цементации чаще применяют высокий отпуск при температуре 600—640° С, затем закалку с пониженной температуры и низкий отпуск (см. табл. 170). Иногда стали, содержащие большое количество остаточного аустенита, после закалки обра батывают при температуре—70н —80° С это превращает большую часть [c.334]

Например, цементация сталей проводится в аустенитной области диаграммы состояния Ре-РсзС. Цементации подвергают низкоуглеродистые стали (цементуемые стали). В качестве насыщающих сред (при цементации такие среды называют карбюризаторами) используют древесный уголь с добавками углекислых солей углеродсодержащие газы расплавы солей с добавками карбидов. Максимальное возможное насыщение поверхностного слоя определяется линией SE диаграммы - линией предельной концентрации углерода в аустените. Цементованная сталь при охлаждении от температуры цементации испытывает эвтекто-идное превращение, вследствие чего насыщенный углеродом слой (диффузионный слой) приобретает сложную структуру на поверхности - перлит + цементит, глубже - перлит и затем - перлит + феррит. Конечная цель цементации - получение высокотвердого поверхностного слоя при сохранении вязкой сердцевины достигается последующей (после насыщения углеродом) закалкой и низким отпуском. После термообработки поверхностный слой изделия состоит из высокоуглеродистого мартенсита, сердцевина - из низкоуглеродистого вязкого мартенсита (при достаточной прокаливаемости) или сохраняет ферритно-перлитную структуру доэвтектоидной стали. [c.74]

Величина и характер распределения остаточных напряжений в цементованной стали зависит от относительной глубины цементованного слоя (глубина слоя, отнесенная к максимальному размеру сечения), содержания углерода в сердцевине, распределения углерода по сечению цементованного слоя и структуры цементованного слоя. [c.288]

Определенное значение для выносливости цементованных сталей имеет структура цементованного слоя. Так, наличие в слое значительного количества остаточного аустенита резко снижает сжимающие остаточные напряжения, а иногда даже переводит их в растягивающие. В соответствии с этим большое количество остаточного аустенита в цементованном слое снижает усталостную прочность. [c.301]

При одинарной обработке высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется повышенное количество остаточного аустенита. снижающего твердость. Для его устранения применяют обработку холодом или высокий отпуск (630° С) перед закалкой. Нормальная твердость цементованной поверхности HR 59—63. [c.551]

При одинарной закалке высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется большое количество (до 50—60% и более) остаточного аустенита, снижающего твердость. Такие стали после закалки обрабатывают холодом это переводит большую часть остаточного аустенита в мартенсит в результате значительно повышается твердость. Например, твердость хромоникелевой стали после цементации и закалки составила HR 52, а после обработки холодом возросла до HR 59—60. [c.253]

Азотированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве ее в аммиаке. Азотирование очень сильно повышает твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар и т. д. Твердость азотированного слоя заметно выше, чем цементованной стали, и сохраняется при нагреве до высоких температур (600—650"С), тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется только до 200—225°С. [c.266]

На рис. 101 показано влияние плотности тока и общего давления в рабочей камере на эффективную толщину и структуру цементованного слоя на стали 20ХЗМВФА при постоянных параметрах температуре 1193 К, расходе пропана 0,02 л/мин, длительности процесса 1 ч. В зависимости от давления и плотности тока напряжение изменялось от 350 до 1100 В. При увеличении плотности тока на поверхности образцов и давления в рабочей камере активизируется расход пропана СдНд вплоть до выделения сажи, что не способствует получению качественных диффузионных слоев. Режимы, сопровождающиеся выделением сажи на поверхности образцов, на рис. 101 отмечены штриховыми линиями. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...