Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Термоциклическая обработка -> Основы метода термоциклической обработки -> Основы метода термоциклической обработки

Основы метода термоциклической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  15  16  17  ...  22  23  24  ...  30  31  32 

наибольших значений ударной вязкости было определено, что ТЦО следует вести по такому режиму: 6—8-кратный ускоренный нагрев со скоростью до 450 °С/мин до 800—830 °С с последующим охлаждением на воздухе до 600—650 °С; окончательное охлаждение на воздухе до комнатных температур. Сейчас наибольшее значение ударной вязкости сталь 40 Х имеет после нормализации. Поэтому сопоставление результатов исследования вели по данным ТЦО для получения сверхмелкого зерна, зернистого перлита и нормализации (табл. 3.15). Твердость стали 40Х после ТЦО несколько снижалась в сравнении с исходным (нормализованным) состоянием.

Сталь 40Х часто применяют для изготовления ответственных деталей, работающих при повышенных температурах: роторов турбокомпрессоров, седл различных клапанов, деталей насосов и трубопроводной арматуры. Эта сталь, в частности, зарегистрирована в Гостехнадзоре СССР в качестве материала для крепежных изделий с рабочей температурой до 425 °С. Ограниченное использование стали 40Х для более высоких температур эксплуатации обусловлено тем, что она склонна к отпускной (тепловой) хрупкости после выдержек при 450—600 °С.

Действительно, один из основных недостатков легированных сталей — их склонность к отпускной хрупкости. Понятие об отпускной хрупкости возникло при сопоставлении значений ударной вязкости легированных сталей, подвергнутых закалке и высокому отпуску с быстрым и медленным охлаждениями от 400 до 600 °С. Установлено, что после отпуска с быстрым охлаждением стали более вязки, чем после медленного охлаждения. Это явление было названо отпускной хрупкостью. Для уменьшения действия отпускной хрупкости в легированных сталях перлитного

класса необходимо снизить насыщенность феррита вблизи границ зерен различными примесями. Это может быть достигнуто увеличением общей протяженности границ зерен, т. е. вследствие резкого измельчения зерен. При ТЦО происходит сильное измельчение зерен, и это, очевидно, при резком снижении степени насыщения примесями феррита, расположенного около границ зерен, должно если не устранить явление отпускной хрупкости в сталях, то хотя бы сильно ослабить его. Исследования полностью подтвердили данное предположение.

Эксперименты проводили с выдержками при отжиге, нормализации, закалке и отпуске по 1 ч. Из приведенных данных видно, что после ТЦО сталь, испытанная при комнатных температурах, оказалась малоподверженной действию отпускной хрупкости. Результаты испытаний стали 40Х приведены ниже:

Опыты показали, что при ТЦО легированных сталей перлитного класса охрупчивание не развивается (как при всех известных способах ТО) и сталь становится малочувствительной к тепловой хрупкости и нечувствительной к скорости охлаждения (нет отпускной хрупкости второго рода). Следовательно, ТЦО дает возможность повышать работоспособность легированных сталей в условиях динамических нагрузок и повышенных температур.

В энергетическом машиностроении важно не только повышение комплекса механических свойств, но и сохранение значительной пластичности и ударной вязкости в процессе воздействия высоких температур. Поэтому задачей дальнейшей работы явилось исследование влияния длительных выдержек при повышенных температурах на изменение ударной вязкости. Температура нагрева была принята 600 °С как наиболее опасная (охрупчивающая) для стали 40Х. Одну партию образцов подвергали нормализации, другую — ТЦО. Режим ТЦО состоял в ускоренном 8-кратном нагреве стали до температур на 30—50 °С выше точки Ac1 с последующим подстуживанием на воздухе до температур на 50—80 °С ниже точки Аr1 и дальнейшим охлаждением в масле. Механические свойства при комнатной температуре для стали 40Х после ТО указаны в табл. 3.15. Далее образцы подвергали длительному воздействию температуры 600 °С и определяли значения ударной вязкости. Установлено (рис. 3.13), что, начиная с выдержки 50 ч, ударная вязкость стали 40Х возрастает, причем в случае нормализации исходное значение KCU достигается после выдержки примерно 500 ч, а сталь 40 Х, предварительно подвергнутая ТЦО, не только имеет значительно большую ударную вязкость, но и быстрее (через 100 ч) восстанавливает исходную в случае охрупчивания.

Металлографический анализ нормализованных образцов, подвергнутых различным изотермическим выдержкам, показал, что вследствие диффузионных процессов происходит коагуляция цементита. При ТЦО, которая измельчает зерна в стали и цементитные включения, процесс перераспределения и сфероидизации цементита происходит интенсивнее, чем в нормализованной стали.

Этим объясняется более быстрое достижение первоначального значения KCU в стали 40Х, прошедшей ТЦО. Заметим, что и само это исходное значение в 3 раза больше, чем после нормализации. На основании полученных результатов, а также результатов других исследователей, можно рекомендовать использовать термоциклически обработанную сталь 40 Х как теплостойкую, более прочную, пластичную и вязкую вместо стали 20. Это позволяет увеличить долговечность, надежность и нагруженность деталей и узлов, работающих при повышенных температурах.

Работоспособность стали 40Х при пониженных температурах определяется ее хладноломкостью. Установлено, что ТЦО существенно смещает кривую температурной зависимости KCU в область отрицательных температур. Поэтому можно считать, что ТЦО в настоящее время является наиболее эффективным и перспективным способом повышения хладостойкости как обычных углеродистых, так и легированных сталей перлитного класса.

При оценке конструктивной прочности материалов большое значение имеет их усталостная прочность, так как около 70 % общего числа разрушений деталей происходит вследствие усталости металлов. Поэтому повышение предельного напряжения, при котором материал не разрушается под действием циклических нагрузок, т. е. повышение предела выносливости,— одна из актуальных проблем современной науки и техники. Наивысшей усталостной прочности стальных изделий, имеющих обычно концентраторы напряжений, при ТО достигают с помощью улучшения, т. е. закалкой и высоким отпуском. Однако ТЦО повышает предел выносливости o_1К в сравнении с закалкой и высоким отпуском. Для углеродистой стали 45 это увеличение составляет до 30 %. Было исследовано также влияние ТЦО на усталостную прочность стали 40Х. Испытуемые образцы имели концентратор напряжений с радиусом в вершине надреза 0,25 мм. Испытания показали, что для стали 40Х после закалки и высокого отпуска o_1К= 170 МПа, а после ТЦО o_1К = = 190 МПа, т. е. на 12 % больше.

Обнаруженное нами изменение усталостной прочности невелико. Но в данном случае важен сам факт увеличения предела выносливости. Можно предположить, что имеется возможность получить для стали 40Х

при ее ТЦО и более высокую усталостную прочность. Для этого необходимо оптимизировать режим ТЦО специально для получения наибольшего значения предела выносливости. Наши болгарские коллеги провели специальные исследования по оптимизации ТЦО на максимальную усталостную прочность стали 40Х. Ими доказана возможность повышения усталостной прочности на 80—90 %. Например, на надрезанных образцах из стали 40Х была получена с помощью ТЦО с электронагревом усталостная прочность o-1 = 480 МПа.

Оптимальным режимом ТЦО является решение со следующими постоянными параметрами циклов: скорость и температура нагрева 240 °С/мин и 800 °С; время выдержки при максимальной температуре 56 с; скорость охлаждения 100 °С/с; число циклов 6; отпуск при 500 °С. Оптимальный режим скоростной ТЦО — это режим со следующими переменными параметрами циклов: скорость нагрева 300°С/мин; температура нагревов 900, 840 и 820 °С; выдержка при температуре нагрева 10 с; охлаждение со скоростью 100°С/с; температура изотермической выдержки после первого и второго охлаждений 410 °С; длительность выдержек для изотермического распада аустенита после первого и второго охлаждений до 410 °С 90 и 60 с; температура последующего отпуска 500 °С.

Термоциклическая обработка в отличие от термической в большей степени выявляет положительное воздействие легирования на прочность и пластичность при ТЦО. Резко увеличивая пластичность и ударную вязкость, можно получить ранее недостижимые значения работы разрушения легированных сталей при различных видах испытаний. Следовательно, ТЦО низколегированных сталей является наиболее эффективной обработкой для повышения их работоспособности.

Авторы работы [5] показали, что для получения большей твердости и прочности при одновременном увеличении ударной вязкости KCU и коэффициента вязкости разрушения K1c сталь 40 Х следует подвергать следующей ТЦО: 3-кратный нагрев (быстрый) до температур выше точки Ас1; охлаждение на воздухе примерно до 600 °С; охлаждение с последнего нагрева — закалочное, т. е. в воде или масле; отпуск при 200 °С в течение 1 ч. В результате такого способа ТЦО измельчение бывших аустенитных зерен до 10—12 баллов. Результаты испытаний приведены в табл. 3.16.

Сталь ЗОХГСА. Такую сталь подвергали сфероидизирующей СТЦО. Оптимальное число циклов (нагрев до 780—800 °С, охлаждение на воздухе до 600 °С, далее—в воде или масле) 14—15. Ударная вязкость возрастала при этом от 110—120 до 310—320 Дж/см , т. е. почти в 3 раза.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  15  16  17  ...  22  23  24  ...  30  31  32 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.03.22   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

04:02 Круг сталь 4Х5МФС (Поковка)

03:58 Поковка 4Х5МФС

03:49 Круг сталь 9Х2МФ (поковка)

03:48 Поковка сталь 9Х2МФ

11:37 Сетка для клеток, сварная оцинкованная

11:33 Сетка сварная кладочная с доставкой по Москве и области

04:29 Круг стальной Ст45 кованый

04:28 Круг стальной Ст20 кованый

17:45 Каталитический нейтрализатор для ДГУ

17:42 Глушители для генераторных установок

НОВОСТИ

17 Ноября 2017 18:46
Роботизированная ковка металла

19 Ноября 2017 14:40
В Забайкалье за 10 месяцев выпустили 1450 тонн вольфрамового концентрата

19 Ноября 2017 13:41
ГОК на Самолазовском месторождении золота в Якутии обойдется ”Селигдару” в 400 млн. рублей

19 Ноября 2017 12:19
”ЧТЗ” отгрузил военному ведомству партию тракторов-броненосцев

19 Ноября 2017 11:44
”СТАНЭКСИМ” завершила модернизацию станка для обработки труб на АО ”СОТ”

19 Ноября 2017 10:42
На мощностях ”Прокатного комплекса” ОАО ”КУМЗ” получена первая партия горячекатаных плит

НОВЫЕ СТАТЬИ

Особенности и виды современных лотерей

Дорожная сетка: классификация и применение в строительстве

Инструментальные стали и сплавы

Основные типы экранов под ванны

Виды облицовочного кирпича и их применение

Покрытия для транспорта Автолюкс

Особенности отвердения однокомпонентных силиконовых герметиков

Печать этикеток для промышленной продукции

Перила из нержавеющей стали

Распространенные виды запчастей для погрузчиков

Контейнерные площадки в современном мегаполисе

Какие бывают онлайн-сервисы

Остекление при помощи алюминиевых витражей

Круг стальной - характеристики и применение

Профессиональные дноуглубительные работы: цели, этапы, разновидности

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.