Детали Напряжения остаточные после закалки

Нестабильность структуры сталей, применяющихся для изготовления деталей машин, сводится к следующим возможным изменениям. В структуре углеродистых сталей с содержанием более 0,6% С, а в легированных и высоколегированных сталях и при меньшем содержании углерода после закалки может сохраняться некоторое количество остаточного аустенита (от 2—3 до 10—15% и выше). Если этот аустенит не устранен последующими термическими операциями или не переведен в высокостабильную структуру, со временем может происходить его постепенное самопроизвольное частичное превращение в мартенсит — структуру большего удельного объема. Это ведет к увеличению линейных размеров детали. Содержание остаточного аустенита после закалки может возрастать в результате перегрева, а также в случае применения горячих охлаждающих сред (хотя последний метод закалки предпочтительнее, так как значительно понижает термические внутренние напряжения). [c.406]

Детали сложной конфигурации с целью уменьшения деформаций при закалке предпочтительно изготовлять из легированной стали для получения требуемых свойств их закаливают в масле. Независимо от скорости нагре-ва, температуры закалки и скорости охлаждения при закалке стальные детали после закалки обладают остаточными напряжениями. [c.697]

Для определения оптимальных параметров технологии упрочнения и соответствующих характеристик выносливости следует производить специальные эксперименты, так как известны случаи, когда неправильная технология вызывает не повышение, а понижение прочности. Например, выход незакаленной сердцевины на поверхность детали в зону повышенных напряжений при поверхностной закалке или цементации, наличие остаточного аустенита или цементитной сетки в поверхностном слое после цементации (ожоги, шлифовальные трещины и т. п.) могут вызвать понижение предела выносливости до 50% (т. е. Р = = 0,5). [c.513]

Отпуск после закалки проводится при температурах от 150 до 680° С с целью приведения структуры в более равновесное состояние н снижения остаточных напряжений. Температура и продолжительность отпуска определяются требованиями к механическим свойствам материала и точности детали. [c.516]

Отпуск стабилизирующий выполняется в процессе изготовления упрочненной детали для снижения и стабилизации остаточных напряжений, вызванных механической обработкой. Температура стабилизирующего отпуска должна быть ниже температуры отпуска после закалки на 20—30° С. [c.516]

ВОДИТЬ медленно, во избежание возникновения трещин в закаленных деталях. Это частично снимает внутренние напряжения и выравнивает твердость. Низкий отпуск применяют дважды после закалки и после обработки холодом. При вторичном отпуске детали нагревают до 220—230° С в течение 2 час. Цель вторичного отпуска, помимо снятия внутренних напряжений, создать превращение остаточного аустенита в мартенсит, что повыщает твердость стали. [c.63]

Этот метод разработан и предложен А. П. Гуляевым в 1937—1939 гг. Если мартенситное превращение заканчивается в области отрицательных температур, то в закаленной стали при комнатных температурах содержится значительное количество остаточного аустенита. Благодаря этому уменьшается твердость закаленного изделия, ухудшаются магнитные характеристики, не сохраняются размеры в процессе эксплуатации и т. п. Субструктура остаточного аустенита — большая плотность несовершенств по сравнению с исходным аустенитом (дислокаций, дислокационных сплетений и дефектов упаковки). Охлаждением изделия ниже температуры конца мартенситного превращения (точки Мк) можно добиться полного или почти полного превращения остаточного аустенита в мартенсит. Обычно изделие охлаждают до температуры порядка —80° С. Чтобы избежать стабилизации аустенита, обработку холодом рекомендуется проводить сразу же после закалки. Обработке холодом подвергают детали шарикоподшипников, точных механизмов, измерительный инструмент и т. д. Обработка холодом не уменьшает внутренних напряжений, поэтому после такой обработки необходим отпуск. [c.265]

После закалки стальные изделия немедленно подвергают низкому отпуску (температура 180—200° С) для снятия внутренних остаточных напряжений. В настоящее время после закалки с нагревом токами высокой частоты широко используют самоотпуск, впервые внедренный на Московском автомобильном заводе имени Лихачева. Самоотпуском называют закалку с нагревом токами высокой частоты, при которой охлаждение прерывают обычно при температуре 200—250° С с таким расчетом, чтобы оставшегося в детали тепла было достаточно для превращений, протекающих при отпуске. [c.144]

Отпуск перед обработкой холодом стабилизирует остаточный аустенит. Поэтому обработку холодом необходимо проводить непосредственно после закалки, а низкий отпуск (для снятия части внутренних напряжений) — после обработки холодом. Выдержка при низких температурах не увеличивает количества мартенсита, поэтому необходимо лишь сквозное промораживание деталей. Во избежание образования трещин при обработке холодом нельзя охлаждать сталь, еще не остывшую до температуры 20°, а детали и инструмент сложной формы для замедления охлаждения целесообразно обертывать асбестом или бумагой. [c.75]

С целью предотвращения подобного эффекта заготовку-деталь, предварительно механически обработанную, нагревают на 1000 °С и затем охлаждают на воздухе. При этой температуре структура стали становится однородной, а карбидная фаза практически полностью растворяется. После закалки стабилизируют остаточный аустенит, нагревают его до Т = 600...650 °С, что позволяет исключить объемные изменения и изменения размеров детали при последующих технологических операциях. Температуру пайки затем совмещают с температурой закалки. После пайки паяную конструкцию подвергают ТО при -70 °С. Обработка холодом дает возможность максимально перевести остаточный аустенит в мартенсит, а последующий отпуск при Т = 250 °С - уменьшить внутренние напряжения. [c.475]

Такие виды обработки образуют остаточные деформации и изменение свойств материала детали на незначительную относительную глубину, распространяющуюся на сотые или десятые доли высоты или диаметра сечений. В результате разгрузки (после местной пластической деформации, увеличения объема вследствие химико-термического насыщения или структурных превращений вследствие закалки) в поверхностном слое образуются значительные остаточные напряжения сжатия, достигающие предела текучести и более высоких значений. Прочность поверхностного слоя увеличивается в некоторых случаях этот слой становится хрупким и возрастает влияние асимметрии цикла нормальных напряжений на усталостное разрушение. [c.156]

После поверхностной закалки для снятия внутренних остаточных напряжений детали подвергают низкотемпературному отпуску. Иногда для крупногабаритных деталей применяют самоотпуск (отпуск за счет тепла детали). [c.51]

Наиболее напряженные детали (зубчатые колеса, вал-шестерни и др.) подвергают цементации, применяя для их изготовления низкоуглеродистые стали (см. табл. 9.7). После насыщения углеродом, закалки и низкого отпуска эти стали при высокой поверхностной твердости сохраняют вязкую сердцевину, способную воспринимать ударные нагрузки. Достоинство цементации — возможность получить упрочненные слои большой толщины (0,8 - 2 мм и более), выдерживающее высокие удельные нагрузки. Однако максимальной циклической прочности отвечают слои меньшей толщины (0,4 - 0,8 мм), когда остаточные напряжения сжатия высоки у поверхности, а очаг разрушения находится неглубоко от нее. С увеличением толщины слоя остаточные напряжения и предел выносливости снижаются, очаг разрушения смещается в глубь слоя — на границу с сердцевиной. По этой причине циклическая прочность цементированных деталей зависит не только от свойств поверхностного слоя, но и от свойств [c.280]

Поверхностно-закаленная неотпущенная сталь разрушается хрупко (см. рис. 20). Низкий отпуск, незначительно снижая твердость поверхностно-закаленного изделия, существенно (часто в 1,5—2 раза) повышает сопротивление стали хрупкому разрушению. На рис, 21 приведены эпюры остаточных напряжений после поверхностной закалки при индукционном нагреве. В поверхностно-закаленной детали имеет место упругое сжатие поверхностных слоев (0=7О- -8О кгс/мм ), сердцевина растянута при напряжения 30—40 кгс/мм . [c.261]

Механизм формирования остаточных напряжений после цементации и последующей закалки отличается от механизма их формирования при поверхностной закалке тем, что состав стали после цементации меняется по сечению, а температура детали одинакова по сечению (рис. 8.12). [c.287]

При низкотемпературном отпуске закаленную сталь нагревают до температуры 150—250 °С. После соответствующей выдержки при этой температуре (обычно 1—3 ч) в детали получают структуру отпущенного мартенсита. При низком отпуске частично снимаются закалочные напряжения. Если в стали было значительное количество остаточного аустенита, то твердость после низкого отпуска может увеличиваться на 2—3 ед. Низкий отпуск применяют для инструментальных сталей после цементации, поверхностной закалки и т. д. [c.82]

Закалка токами высокой частоты увеличивает прочность поверхностных слоев благодаря остаточным напряжениям, возникающим в детали после быстрого ее охлаждения. [c.604]

Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости стальных изделий вследствие образования в поверхностном слое значительных остаточных напряжений сжатия (до 40—50 кгс/мм ) и резко понижает чувствительность к концентраторам напряжений при условии непрерывной протяженности упрочненного слоя по всей поверхности детали. Например, после цементации на глубину 1,0 мм и закалки хромоникелевой стали (0,12% С 1,3% Сг 3,5% Ni) предел усталости образцов без концентраторов напряжений увеличился от 56 до 75 кгс/мм , а при наличии надреза — от 22 до 56 кгс/мм2. Дополнительно предел выносливости цементованных изделий может быть повышен дробеструйным наклепом. [c.266]

На количество остаточного аустенита влияет скорость охлаждения при закалке около интервала мартенситного Превращения при температуре ниже 250°С. При больших скоростях охлаждения количество остаточного аустенита на некоторых плавках может резко уменьшиться, что приведет к снижению ударной вязкости после старения. В этой связи детали, закаливаемые в воду, рекомендуется охлаждать в ней только до потемнения поверхности (потеря свечения) с последующим охлаждением на воздухе. При этом достигается быстрое охлаждение в интервале температур, опасном для выделения карбидов по границам зерен, и сравнительно медленное охлаждение при низких температурах, способствующее некоторой стабилизации аустенита и уменьшению внутренних напряжений. При закалке в воду до полного охлаждения в отдельных случаях могут образовываться закалочные трещины. [c.146]

Структурные напряжения возникают в результате того, что превращение аустенита в мартенсит (связанное с увеличением объема) в разных местах детали происходит не одновременно. Температура мартенситного превращения сначала достигается в поверхностных слоях, в которых появляются временные сжимающие напряжения, а во внутренних слоях напряжения растяжения. Затем мартенситное превращение протекает во внутренних слоях и знак напряжений на поверхности и в сердцевине изменяется. Эпюра структурных остаточных напряжений после сквозной закалки имеет вид, показанный на рис. 65, б. [c.68]

При более высокой твердости обработка лезвийным инструментом затруднительна. Поэтому после чернового резания выполняют промежуточную термическую обработку. Она заключается в нормализации стальных деталей и старении (естественном и искусственном) отливок. Нормализация обеспечивает лучшую обрабатываемость при чистовой обработке, а старение снимает остаточные напряжения в металле заготовки. Окончательную термическую обработку осуществляют общей закалкой детали или поверхностной закалкой. [c.311]

Состояние поверхности. Чем меньше микронеровности поверхности, тем выше предел выносливости детали. Сопротивление усталости повышается после термохимических и механических обработок, которые создают в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия и повышают его твердость (цементация, азотирование, поверхностная закалка, наклеп). После шлифования в поверхностном слое могут возникать остаточные напряжения растяжения, которые снижают сопротивление усталости. Важное значение имеет упрочняющая технология (обдувка дробью, обкатка роликом и др), повышающая пределы выносливости деталей (см. гл. 31). Состояние поверхности учитывают при определении Ка или отдельным коэффициентом [c.35]

В процессе трения и износа поверхностные слои трущихся деталей машин находятся в условиях неравномерного объемно-напряженного состояния сжатия, при этом даже очень хрупкие материалы (чугун, сталь с высокой степенью закалки) обладают повышенной пластичностью. В зависимости от условий трения активные слои под влиянием пластической деформации и тепла изменяют свою структуру, это приводит к возникновению остаточных напряжений между активным слоем и основной массой металлов детали. Износоустойчивость деталей машин можно повысить приданием рабочим поверхностям определенных свойств, различных для последовательных стадий работы. На первой стадии (период проработки) необходима высокая прирабатываемость металла, а после приработки металл должен приобрести высокую износоустойчивость. Такие свойства поверхностных слоев могут быть получены, например, для поршневых колец тракторных двигателей, покрытых пористым хромом с последующим железнением (осталиванием) и оксидированием. [c.394]

НС поиышение, а понижение прочности. Например, выход незакаленной сердцевины на поверхность детали в зоне повышенных напряжений при поверхностной закалке или цементации, наличие остаточного аустенита или цемен-тптной сетки в поверхностном слое после цементации, дефекты шлифования после цементации (ожогн, шлифовальные трещины и т. п.) могут вызвать понижение предела выносливости до 500/о (т. е. = 0,5) [c.465]

Время охлаждения поверхности устанавливают опытным путем и принимают примерно равным времени нагрева. Для сшжения остаточных напряжений в деталях закалку производят с самоотпуском за счет тепла, сохранившегося в более глубоких областях детали однако при закалке тонкостенных деталей этого тепла недостаточно (практически самоотпуск применим только в тех случаях, когда требуется низкий отпуск). Поэтому такие детали, как шестерни, шестеренные валы и червяки, после закалки круглым индуктором подвергают отпуску при температуре 300—350°. [c.224]

Отпуск. Чтобы снять закалочные напряжения, после закалки производят отпуск. Детали, предназначенные для работы на истирание, проходят низкий отпуск при температуре 200—250° С. Чугунные отливки, не работающие на истирание, подвергаются высокому отпуску при температуре 500—600° С. При отпуске закаленных чугунов твердость понижается значительно меньше, чем при отпуске стали. Это объясняется тем, что в структуре закаленного чугуна имеется большое количество остаточного аустенита, а также тем, что в нем содержится большое количество кремния, который повышает отпускоустойчивость мартенсита. [c.166]

Поглощение газов, сопровождающее процесс шлифования, приводит к охрупчиванию поверхностного слоя деталей и появлению эффекта наклепа . Результаты исследования наклепа при шлифовании титановых сплавов абразивными кругами из зеленого карбида кремния показывают, что значительное влияние на микротвердость поверхностного слоя и степень наклепа оказывает скорость круга. Даже незначительное увеличение скорости круга существенно изменяет остаточные напряжения, микротвердость и степень наклепа поверхности детали. Например, при шлифовании сплава ВТ14 после закалки и старения (закалка из а-ьр-области при нагреве на 890° С, выдержке 1 ч и охлаждении в воде, старение при нагреве на 500° С в течение 16 ч с охлаждением на воздухе), при плоском шлифовании кругом 64С40СМ1К6 ( =0,07 мм, ист=12 м/мин) изменение скорости круга с 21 до 23 м/с приводит к возникновению остаточных напряжений растяжения соответственно с 18 до 30 кгс/мм . [c.73]

Окончательная картина распределения напряжений может быть установлена только с учетом суммарного действия термических и структурных напряжений. При этом надо помнить, что наибольшую опасность представляют не сжимающие, а растягивающие напряжения. Если даже эти напряжения не вызывают грещин и коробления, они все же, оставаясь в детали, таят в себе угрозу. Предположим, что на наружной поверхности гидравлического цилиндра после термообработки остались растяги-зающие внутренние напряжения. При работе в цилиндре действует высокое давление, которое также вызывает растягивающие напряжения. Остаточные термические напряжения будут дейст вовать заодно с рабочими напряжениями, и это может привести к разрыву цилиндра. Но, как правило, закалка создает на поверхности деталей остаточные сжимающие напряжения, и это способствует повышению их прочности в работе. [c.41]

Отпуск (низкий, средний или высокий) применяют для снятия остаточных напряжений и получения устойчивой структуры, а следовательно, свойств металла после закалки. Низкий отпуск — это нагрев стали до 150—200°С с последующим охлаждением. ЧОтпуску подвергают инструментальные и штамповые стали, когда надо сохранить высокие твердость и износостойкость. Средний отпуск назначают для деталей, которые должны иметь высокую твердость хорошие упругие характеристики (пружины, рессоры т др.). Для среднего отпуска стальные детали нагревают до 300— -500°С. Высокий отпуск (температура нагрева 500—650°С) применяют для деталей, которые должны иметь достаточную прочность, высокие вязкость и пластичность. Высокому отпуску подвергают детали из конструкционных сталей. Закалку и последующий высокий отпуск иногда называют улучшением. [c.30]

X13 и др. Борированные детали подвергают как объемной, так и поверхностной закалке т. в. ч. После объемной закалки в воде борированных деталей на поверхности могут возникать остаточные растягивающие напряжения (рис. 73). Изотермическая закалка и закалка с нагревом т. в. ч. дают лучшие результаты, так как [c.128]

После цемейтации и закалки детали подвергают отпуску при 180—200° С для понижения внутренних напряжений. В результате поверхность приобретает структуру отпущенного мартенсита или отпущенного мартенсита с небольшим количеством остаточного аустенита. [c.282]

Оптимальное сочетание прочности и износостойкости упрочненных слоев, а также прочности и вязкости сердцевины имеют цементуемые стали с С = 0,10 н- 0,25 % (табл. 7.1). После насыщения поверхности углеродом или одновременно углеродом и азотом детали подвергают закалке и низкому отпуску. Упрочненный слой должен иметь толщину не менее 0,5-0,6 мм. Толщиной слоя принято считать сумму толщин заэвтектоидной, эвтектоид-ной и переходной зон. Несущая способность детали определяется эффективной толщиной слоя, в которой С > 0,4 %. На внутренней границе этой зоны твердость равна 50 HR g, а на поверхности детали твердость должна быть равна 56-63 HR g. Для того чтобы в упрочненном слое распределение углерода по толщине было равномерным, используют диффузионное выравнивание. Оптимальная структура упрочненного слоя представляет собой мар-тенситную матрицу с содержащимися в ней карбидами и остаточным аустенитом. Карбиды располагаются в виде мелких округлых частиц в заэвтектоидной зоне слоя на глубине 0,1-0,25 мм от поверхности. Эти карбиды увеличивают сопротивление деталей изнашиванию. Остаточный аустенит ускоряет приработку зубчатых пар, а в деталях под нагрузкой способствует релаксации напряжений, снижая их максимум. В этом отношении особенно эффективен азотистый аустенит, получаемый при нитроцементации. Допустимое количество остаточного аустенита определяется условиями эксплуатации деталей при 10-15 % он не сказывается существенно на долговечности зубчатых колес, при количестве около 40 % — снижает контактную выносливость тя-желонагруженных зубчатых колес. [c.100]

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]

Закалка с подсужиеанием. Операцию осуществляют путем медленного охлаждения (подсуживания) с температуры нагрева детали до температуры близкой к Асз и последующей закалки. Закалке с подсуживанием подвергают стали с природно-мелким зерном, а также детали после цементации с целью снижения в закаленном слое остаточного аустенита и уменьшения остаточных напряжений. [c.628]

Для разложения остаточного аустенита после цементации чаще применяют высокий отпуск при температуре 630—640° С, после чего следует закалка с пониженной температуры и низкий отпуск. Такая обработка также обеспечивает высокую твердость цементованного слоя. Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости вследствие образования в поверхностном слое значительных остаточных напряжений сжатия (до 40—50 кПмм ) и резко понижает чувствительность к концентраторам напряжений при условии непрерывного размещения упрочненного слоя по всей поверхности детали. Например, после цементации на глубину 1,0 мм и закалки хромоникелевой стали (0,12% С, 1,3% Сг, 3,5% Ni) предел усталости образцов без концентраторов напряжений увеличился от 56 кПмм до 75 кГ мм , а при наличии надреза — от 22 кГ/мм до 56 кГ/мм . Дополнительно предел выносливости цементированных изделий может быть повышен дробеструйным- наклепом. Цементованная сталь обладает высокой износостойкостью и контактной прочностью. [c.253]

Пасле закалки и отпуска стали высокой прочности можно править статическим нагружением правка молотом, после которой на детали могут остаться вмятины, недопустима — около вмятины могут образоваться местные зоны, в которых действуют большие растягивающие остаточные напряжения. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...