Гост 5657-69сталь. метод испытания на прокаливаемость

Алан-э-Дейл       20.10.2022 г.

Содержание

Режимы закалки стали 65Г

Для соблюдения тех характеристик, которые заданы техническими условиями на эксплуатацию деталей, при выборе режима закалки учитывают следующие составляющие:

  1. способ и оборудование для нагрева изделий до требуемых температур;
  2. установление нужного температурного диапазона закалки;
  3. выбор оптимального времени выдержки при данной температуре;
  4. выбор вида закалочной среды;
  5. технологию охлаждения детали после закалки.

Интенсивность нагревания предопределяет качество получаемой структуры. Для малолегированных сталей процесс ведут достаточно быстро, поскольку при этом минимизируется риск обезуглероживания материала, и, как следствие, потеря деталью своих прочностных параметров. Однако чересчур быстрый нагрев вызывает к жизни иные неприятности. В частности, для крупных деталей, с большими перепадами поперечных сечений это может вызвать неравномерное прогревание металла, с перспективой дальнейшего появления закалочных трещин, выкрашивания углов и кромок.

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

Для достижения максимальной степени равномерности нагрева сталь сначала подогревают в предварительных камерах термических печей до температур, несколько ниже закалочных – от 550 до 700 °С, и только потом деталь направляется непосредственно в закалочную печь. Быстрее всего нагрев осуществляется в расплавах солей, медленнее – в газовых печах, и ещё медленнее – в электрических печах. Именно поэтому поверхностная закалка изделий из стали 65Г в индукционных печах выполняется достаточно редко. Индуктор, как закалочный агрегат, используется лишь для изделий с малым поперечным сечением. При выборе вида нагревательного устройства важен также состав атмосферы, которая в нём создаётся. В частности, для термических печей, работающих на газе, стараются всемерно снижать длительность пребывания детали в печи, поскольку в противном случае происходит выгорание части углерода поверхностного слоя.

Исходя из нормируемой для стали 65Г температуры закалки в 800…820 °С, предельная величина обезуглероженного слоя не должна быть более 50…60 мкм.

Температурный диапазон закалочных температур может корректироваться в зависимости от конфигурации изделия. Например, если деталь имеет сложные очертания, малые габариты и изготовлена из листового металла, то оптимальной температурой будет нижняя граница указанного выше диапазона. Управляя температурой закалки (например, с помощью автоматических датчиков температуры), можно менять толщину закалённого слоя и величину зоны, которая прокалилась менее остальных. К подобным техническим решениям прибегают, когда различные части детали работают в разных эксплуатационных условиях.

Сталь 65Г не боится перегрева, однако при закалке по верхнему значению температурного диапазона ударная вязкость материала начинает уменьшаться, что сопровождается ростом зерён в микроструктуре.

Для снижения коробления деталей, которые имеют тонкие рёбра и перемычки, пользуются нагревом в соляных закалочных ваннах. Чаще применяют расплав хлористого натрия, а для раскисления в рабочий объём ванны добавляют буру или ферросилиций.

Выдержка при закалке изделий из стали 65Г при заданном температурном интервале происходит до тех пор, пока полностью не произойдёт перлитное превращение. Этот процесс зависит от размера поперечного сечения детали и способа нагрева. Для наиболее употребительных случаев можно воспользоваться данными таблицы:

Временя нагрева и выдержки в зависимости от закалочной среды и габаритов заготовки
Наибольший габаритный размер детали, мм Закалка в пламенной печи Закалка в электропечи
Время нагрева, мин Время выдержки, мин Время нагрева, мин Время выдержки, мин
До 50 40 10 50 10
До 100 80 20 88 20
До 150 120 30 130 30
До 200 160 40 175 40

Охлаждение изделий после закалки производят не в воду, а в масло, это позволяет избежать возможной опасности растрескивания.              

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

5.1. Отбор проб для определения химического состава — по ГОСТ 7565–81, химический анализ — по ГОСТ 12344*-ГОСТ 12365 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность определения._______________* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12344–2003. — Примечание изготовителя базы данных.(Измененная редакция, Изм. N 4).

5.2. Толщину проката измеряют микрометром по ГОСТ 6507, линейные размеры листов — рулеткой по ГОСТ 7502, металлической линейкой по ГОСТ 427 или другими измерительными инструментами, обеспечивающими точность, установленную настоящим стандартом.Отклонения формы измеряют в соответствии с ГОСТ 26877 металлической линейкой поГОСТ 427 или другими измерительными инструментами, обеспечивающими точность, установленную настоящим стандартом.(Измененная редакция, Изм. N 2, 4).

5.3. Качество поверхности проверяют визуально без применения увеличительных приборов.При разногласиях в оценке глубину залегания дефектов определяют на поперечных микрошлифах с помощью окуляр-микрометра на микроскопе типа МИМ-7, МИМ-8, «Неофот» и других соответствующей точности, изготовляемых по нормативно-технической документации (НТД).

5.2, 5.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

5.4. Отбор и подготовку проб для определения содержания газов, газовый анализ — по ГОСТ 17745. Содержание газов определяет завод, производящий выплавку стали.

5.5. Для испытаний на растяжение при нормальной и повышенной температурах, охрупчивание, изгиб, перегиб, вытяжку сферической лунки, а также определение шероховатости поверхности, испытаний на склонность к межкристаллитной коррозии, ударную вязкость отбирают по одной пробе от каждого контрольного листа.

5.6. Отбор и подготовку проб для испытаний механических и технологических свойств производят поперек направления волокна по ГОСТ 7564.

5.7. Испытание на растяжение при температуре 20°С листов толщиной 3,0 мм и более проводят по ГОСТ 1497, а листов толщиной до 3,0 мм — по ГОСТ 11701 на образцах с начальной расчетной длиной . Допускается испытание листов толщиной до 3,0 мм проводить на образцах с расчетной длиной и шириной =20 мм.Испытания проката из стали марки 03Х21Н21М4ГБ проводят по ГОСТ 11701 на образцах с начальной рабочей длиной .Испытания проката из стали марки 15Х18Н12С4ТЮ толщиной 3,0 мм и более проводят поГОСТ 1497 на образцах с начальной расчетной длиной . Листы толщиной менее 3,0 мм испытывают по ГОСТ 11701 на образцах с начальной расчетной длиной и шириной 20 мм.(Измененная редакция, Изм. N 2

).

5.8. Испытание на перегиб — по ГОСТ 13813.

5.9. Испытание на изгиб — по ГОСТ 14019*.______________* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 14019–2003. — Примечание изготовителя базы данных.

5.10. Испытание на вытяжку сферической лунки — по ГОСТ 10510.

5.11. При получении неудовлетворительных результатов механических свойств контрольных термически обработанных образцов из стали марки 08Х17Н5МЗ повторные испытания допускается проводить на термически обработанных образцах по режиму: закалка (920±10) °С, охлаждение на воздухе или в воде, обработка холодом при минус 70 °C в течение 2 ч, отпуск (450±10) °С, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе.

5.12. Испытание на межкристаллитную коррозию — по ГОСТ 6032. Сталь марки 06ХН28МТ испытывают по методу В по ГОСТ 6032, образцы подвергают дополнительному нагреву при 650 °C в течение 1 ч.(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.13. Периодичность испытаний на охрупчивание стали марки 12Х21Н5Т устанавливает предприятие-изготовитель.

5.14. Для испытаний на механические свойства и отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии допускается применять статистические методы контроля по согласованной с потребителем методике.

5.15. Отсутствие в листах внутренних дефектов, указанных в п. 3.3, обеспечивается технологией изготовления стали и листов.

5.16. Испытание на растяжение при повышенных температурах проводят по ГОСТ 9651.

5.17. Испытание на ударную вязкость — по ГОСТ 9454.

5.18. Определение альфа-фазы — по ГОСТ 11878.

5.19. Шероховатость поверхности проверяют профилометрами, профилографами, оптическими приборами или по рабочим образцам в соответствии с требованиями ГОСТ 2789.

5.15−5.19. (Введены дополнительно, Изм. N 4).

Технология последующего отпуска

Как уже указывалось, для получения структуры сорбита изделия из стали 65Г подвергают только высокому отпуску при температурах 550…600 °С, с охлаждением на спокойном воздухе. Для особо ответственных деталей иногда проводят дополнительный низкий отпуск. Диапазон его температур — 160…200 °С, с последующим медленным охлаждением на воздухе. Такая технология позволяет избежать накапливания термических напряжений в изделии, и повышает его долговечность. Для отпуска можно применять не только пламенные, но и электрические печи, оснащённые устройствами для принудительной циркуляции воздуха. Время выдержки изделий в таких печах — от 110 до 160 мин (увеличенные нормативы времени соответствуют деталям сложной конфигурации и значительных поперечных сечений).

В качестве рабочих сред при закалке стали 65Г не рекомендуется использовать воду и водные растворы солей. Ускорение процесса охлаждения, которое вызывает вода, часто сопровождается неравномерностью прокаливания.

Итоговый контроль качества закалки состоит в оценке макро- и микроструктуры металла, а также в определении финишной твёрдости изделия. Поверхностная твёрдость продукции, изготовленной из стали 65Г, должна находиться в пределах 35…40 НRC после нормализации, и 40…45 НRC – после закалки с высоким отпуском.

ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

4.1. Прокат принимают партиями. Партия должна состоять из металла одной плавки, одного состояния материала, одной толщины, а для термически обработанного проката — одного режима термической обработки.По согласованию изготовителя с потребителем допускается поставка партий, состоящих из нескольких плавок одной марки.

4.2. Для проверки качества проката от партии отбирают выборку:

а) для контроля поверхности, срезов, отклонения от плоскостности и размеров — все листы партии;

б) для химического анализа — по ГОСТ 7565;

в) для определения содержания газов — три образца, альфа-фазы — два образца от плавки;

г) для испытаний на растяжение при нормальной и повышенной температурах, охрупчивание, изгиб, перегиб, вытяжку сферической лунки, а также определение шероховатости поверхности, испытаний на склонность к межкристаллитной коррозии, ударную вязкость — по два листа от партии.

4.3. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей, повторные испытания проводят на отобранной выборке по ГОСТ 7566.

4.4. Допускается указывать химический состав стали и содержания альфа-фазы в документе о качестве по данным документа о качестве на заготовку.(Измененная редакция, Изм. N 4).

4.5. Макроструктура контролируют визуально на кромках листов.(Введен дополнительно, Изм. N 2, 4).

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

4.1. Технологический процесс термодиффузионной обработки изделий состоит
из:

1) загрузки изделий в контейнер и засыпки их синтезированной порошковой
смесью;

2) проведения термодиффузионного процесса;

3) выгрузки и очистки изделий;

4) контроля по внешнему виду, толщине и микротвердости;

5) термической обработки изделий (при необходимости);

6) контроля качества.

4.2. Процесс термодиффузионной обработки металлических изделий должен
проводиться в условиях, исключающих их окисление.

4.3. При термодиффузионной обработке с применением контейнеров с плавким
затвором загрузка изделий и засыпка их синтезированной порошковой смесью должны
проводиться с соблюдением следующих требований:

1) расстояние между дном контейнера и изделием должно быть не менее 20
мм;

2) порошок в контейнере следует равномерно уплотнить;

3) расстояние между изделиями или изделием и стенкой контейнера должно
быть не менее 10 мм;

4) укладка изделий в контейнер должна исключать их пластическую деформацию
в процессе насыщения;

5) слой насыщающего порошка над изделием должен быть не менее 30 мм.

В одном контейнере
допускается обрабатывать как одно, так и несколько (партию) изделий. В
контейнер, при необходимости, могут укладываться контрольные образцы или
образцы-свидетели.

4.4. Насыщение без контейнера проводят для крупногабаритных изделий путем
их установки на поддонах и засыпки рабочей поверхности насыщающей порошковой
смесью. При этом процесс термодиффузионной обработки должен осуществляться в защитной
атмосфере.

4.5. Загружать контейнеры и поддон в печь следует не позднее 24 ч после их
упаковки.

4.6. Температурно-временной режим процесса термодиффузионного насыщения
выбирают по виду обрабатываемых изделий (марка материала, форма, размеры) и требуемым
параметрам диффузионного слоя (толщина, химический и фазовый состав, структура,
твердость).

Продолжительность выдержки
исчисляют с момента прогрева контейнера до температуры насыщения. Время
прогрева до температуры насыщения зависит от размера контейнера, состава
насыщающей смеси, массы упаковки, температуры и мощности печи и других
параметров.

4.7. Режим охлаждения после насыщения должен соответствовать требованиям,
предъявляемым к обрабатываемым изделиям, и исключать возможность окисления
изделий и насыщающей смеси.

4.8. Распаковывать контейнеры следует после охлаждения их до комнатной
температуры. Содержимое контейнеров выгружают в специальный поддон или другое
устройство, исключающее возможность попадания в насыщающую смесь посторонних
веществ.

4.9. Изделия следует очистить от порошковой смеси, а при необходимости
промыть в горячей и холодной воде и законсервировать.

4.10. Для уточнения температурно-временных параметров технологического
процесса термодиффузионной обработки изделий в синтезированных порошковых
средах следует проводить контрольную обработку опытных образцов изделий с
последующим анализом параметрических зависимостей между временем, температурой,
толщиной и химическим составом диффузионного слоя.

В приложении 3
приведены характеристики процесса термодиффузионной обработки стальных изделий
при однофазном борировании в синтезированной порошковой среде.

В приложении 4
приведены характеристики процесса термодиффузионной обработки стальных изделий
при хромировании в синтезированной порошковой среде.

Сталь 40Х: характеристики, применение, твердость и свариваемость стали 40Х

Марка стали: 40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР).

Класс: сталь конструкционная легированная.

Использование в промышленности: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности..

Твердость: HB 10 -1 = 217 МПа

Свариваемость материала: трудносвариваема. Способы сварки: РДС, ЭШС, необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.

Температура ковки, oС: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Флокеночувствительность: чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Вид поставки:

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 10702-78.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74.
  • Полоса ГОСТ 103-2006, ГОСТ 1577-93, ГОСТ 82-70.
  • Поковки ГОСТ 8479-70.
  • Трубы ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 13663-86.
Зарубежные аналоги марки стали 45
США 5135, 5140, 5140H, 5140RH, G51350, G51400, H51350, H51400
Германия 1.7034, 1.7035, 1.7045, 37Cr4, 41Cr4, 41CrS4, 42Cr4
Япония SCr435, SCr435H, SCr440, SCr440H
Франция 37Cr4, 38C4, 38C4FF, 41Cr4, 42C4, 42C4TS
Англия 37Cr4, 41Cr4, 530A36, 530A40, 530H36, 530H40, 530M40
Евросоюз 37Cr4, 37Cr4KD, 41Cr4, 41Cr4KD, 41CrS4
Италия 36CrMn4, 36CrMn5, 37Cr4, 38Cr4KB, 38CrMn4KB, 41Cr4, 41Cr4KB
Бельгия 37Cr4, 41Cr4, 45C4
Испания 37Cr4, 38Cr4, 38Cr4DF, 41Cr4, 41Cr4DF, 42Cr4, F.1201, F.1202, F.1210, F.1211
Китай 35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA, 40CrH, 45Cr, 45CrH, ML38CrA, ML40Cr
Швеция 2245
Болгария 37Cr4, 40Ch, 41Cr4
Венгрия 37Cr4, 41Cr4, Cr2Z, Cr3Z
Польша 38HA, 40H
Румыния 40Cr10, 40Cr10q
Чехия 14140
Австралия 5132H, 5140
Южная Корея SCr435, SCr435H, SCr440, SCr440H

Сталь 40Х и ее характеристики

В нашей компании вы можете заказать разнообразные изделия из металла, используемые в быту, строительстве и в промышленности. От того, из какого материала создан металлопрокат, зависят его качества, свойства и характеристики.

Мы предлагаем вам ознакомиться с разнообразными видами стали. К примеру, марка стали 40Х, относящаяся к классу конструкционной легированной, пользуется особой популярностью. В данном разделе вы узнаете больше про этот материал.

Если у вас возникают вопросы по товарам или вы хотите сделать заказ, то звоните нашим специалистам! Менеджеры компании работают круглосуточно.

В данном материале имеется 0,40 процента углерода и меньше полутора процентов хрома.

Этот материал относится к трудносвариваемым. Вы можете осуществлять сваривание ручным дуговым методом и электрошлаковым, но в начале следует подогреть сталь, а после произвести термическую обработку. При контактной точечной сварке также требуется дальнейшая термическая обработка.

Твердость стали 40Х следующая: HB 10 -1 = 217 МПа.

Заменителями этого материала могут стать марки 45X, 38XA, 40XH, 40XC, 40ХФ, 40XP.

Если вы собираетесь ковать эту сталь, то в начале процесса нужно нагреть ее до 1 250 градусов по Цельсию, а в конце остудить до 800 градусов. Если ковке подвергались изделия сечением до 350 миллиметров, их нужно охлаждать на воздухе.

Больше информации вы можете узнать из таблиц, расположенных на сайте.

Применение 40Х

Она поставляется в виде сортового, а также фасонного проката. Вы можете найти прутья с разнообразными видами обработки поверхности, сделанные из этого материала. Также популярностью пользуется серебрянка и листы разной толщины. Из данной стали изготавливают и трубы, и полосы. Она используется для производства поковок ГОСТ 8479-70.

Этот материал широко применяется в промышленной сфере.

Сталь Ст 40Х используется для изготовления осей и стержней для передачи крутящего момента, вал-шестеренок, поршней, трубопроводной арматуры, колец, вращающихся деталей, инструментов для клепальных работ, измерительных устройств, болтов, деталей для аппаратов с вращающимися барабанами, деталей конической формы и прочих элементов. Сталь марки 40Х требуется, если нужно произвести улучшаемые изделия, имеющие повышенную прочность.

Сталь 38ХА конструкционная легированная

по EN 10027-1 42CrMo4+QT
по EN 10027-2 1.7225

ВАЖНО!!! Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Вид поставки

  • Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74.
  • Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
  • Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.
  • Трубы ГОСТ 21729-76.

Применение

Сталь марки 38ХА применятся для изготовления следующих деталей:

  • Червяки,
  • зубчатый колеса,
  • шестерни,
  • валы,
  • оси,
  • ответственные болты и другие улучшаемые детали.

В нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности сталь марки 38ХА применяется для изготовления:

  • Деталей трубопроводов,
  • корпусов,
  • ниппелей,
  • переводников,
  • валов

Температура примения стали 38ХА для деталей машин северного исполнения

Сталь Температураотпускапослезакалки, °С σв, кгс/мм2 Температураприменения,°С (не ниже) Толщинадетали, мм(не более)
38XA 500 95 -60 25

ПРИМЕЧАНИЯ:

  1. При термической обработке на прочность ниже указанной в таблице или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
  2. Максимальная толщина, указанная в таблице, обусловлена необходимостью получения cквоpзной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.

Расшифровка стали 38ХА

Цифра 38 означает, что содержание углерода в стали составляет 0,38%.Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.Буква А в конце означает, что сталь относится к категории высококачественной.

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали Массовая доля элементов, %
С Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V B
38ХА 0,35-0,42 0,17-0,37 0,35-0,65 0,90-1,30 0,20-0,30

Твердость по Бринеллю (ГОСТ 4543-2016)

Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.

Марка стали Твердость НВ, не более
38ХА 207

Механические свойства (ГОСТ 4543-71)

Состояние поставки, режим термообработки Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2
не менее
Пруток. Закалка с 860 °С в масле; отпуск при 550 °С, охл. в воде или в масле 25 780 930 12 50 88

Механические свойства (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали 38ХА
Режим термической обработки Закалка Температура, °С 1-й закалки или нормализации 850
2-й закалки
Среда охлаждения Масло
Отпуск Температура, °С 580
Среда охлаждения Воздух
Механические свойства,не менее Предел текучести,σт, МПа 885
Временное сопротивление,σв, МПа 980
Относительное удлинение δ5, % 11
сужение Ψ, % 45
Ударная вязкостьKCU, Дж/см2 69
Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторонаквадрата), мм 25

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2 Твердость НВ
100 540 690 15 45 59 240-280
100-200 490 660 13 40 54 230-270
200-300 440 640 14 40 54 230-260

ПРИМЕЧАНИЕ: Поковка; закалка с 850 °С в масле; отпуск при 560 °С, охл. на воздухе.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп. °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2 ТвердостьHB
400 1220 1310 7 38 54 380
500 930 1030 12 47 108 320
600 710 830 17 63 167 260

ПРИМЕЧАНИЕ: Закалка с 850 °С в воде.

Механические свойства в зависимости от температуры испытаний

tотп. °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2 ТвердостьHB
Пруток диаметром 28-55 мм; закалка с 850 °С в масле; отпуск при 550 °С
20 790 940 13 55 83 285-302
300 680 880 17 58
400 610 690 18 68 98
500 430 490 21 80 78
Пруток диаметром 28-55 мм; закалка с 830 °С в масле; отпуск при 680 °С
20 570 700 26 60 216 207-217
400 430 590 19 71 211
500 360 420 24 79 132
600 210 245 32 89
Пруток диаметром 25 мм; закалка с 860 °С в масле; отпуск при 550 °С
-20 900 1040 18 58
-40 930 1100 18 55 78
-70 1000 1120 18 55 59

Сталь 40Х — характеристики и применение

По данным различных инженерных справочников, в мире существуют несколько сотен марок сталей. Стальной сплав — это материал в основе которого лежит сплав железа и углерода. Для формирования различных свойств в состав сплава добавляют различные химические вещества.

Одни добавки усиливают прочностные характеристики, другие стойкость к износу или коррозии. Благодаря хрому добавленному в расплав характеристики 40Х увеличивают способность стали к термическому упрочнению, стойкость к воздействию корродирующих факторов и абразивному износу.

Расшифровка стали 40Х

Марку 40Х, относят к конструкционным, легированным. В результате того, что в состав стали может входить от 0.36 и 0.44% углерода и от 0.8 и до 1.1% хрома, она становится трудно свариваемой.

То есть, для получения качественного шва необходимо выполнить ряд дополнительных технологических операций. Перед тем как начать сварку, кромки деталей необходимо подогреть до 300 ºC.

После того как шов получен, надо выполнить отжиг.

Полный состав 40Х:

С(углерод) Si(кремний) Mn(марганец) Ni(никель) S(сера) P(фосфор) Cr(хром) Cu(медь)
0,36-0,44 0,17-0,37 0,5-0,8 до 0,3 до 0,035 до 0,035 0,8-1,1 до 0,3

Химический состав стали 40Х позволяет ее применять для производства деталей с высокими параметрами прочности. К этим деталям относят:

Аналоги

Кстати, при выборе прутка из стали 40Х в качестве основного материала, проектировщик должен помнить о том, что существует возможность применения отечественных аналогов, таких как — 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. Среди сталей, производимых за рубежом, существуют следующие аналоги как:

37Cr4, 41Cr4, 41CrS4 — Германия;

35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA — КНР.

Гост 4543-71

При производстве стали изготовители руководствуются нормами ГОСТ 4543-71. Он определяет технические условия на прокат из легированной конструкционной стали. Его нормы распространяются на такие виды проката, как слитки, поковки и пр.

ГОСТ 4543-71 даёт чёткую классификацию конструкционных легированных сталей. В соответствии с ней сталь марки 40Х относится к группе хромистых сталей.

В этом же документе определены параметры качества, то есть, определяет максимально допустимое количество примесей, которые влияют на технические характеристики конструкционной легированной стали. К таким примесям относят серу, фосфор, медь и некоторые другие.

Кстати, в этом же документе определены режимы термической обработки проката.

Термическая обработка стали 40Х

Одной из ключевых характеристик металла является твёрдость, то есть, способность сопротивляться внедрению в него других, более твёрдых материалов. От уровня твердости зависит возможность применения металла при производстве тех или иных деталей машин и механизмов.

Твердость металла оказывает непосредственное влияние на:

Стойкость к износу и ряда других.

Инженер-технолог, подбирая режимы обработки металла из стали 40Х, руководствуется, в том числе и параметрами твёрдости. Для изменения параметра твердости используют термическую обработку.

Рисунок 3

Для изделий с высокой поверхностной твердостью рекомендуют использовать сталь 38Х2МЮА. Однако в процессе азотирования этой стали, за счет присутствия в ней алюминия, проявляется ее сильная склонность к деформированию. Использование же сталей, не содержащих алюминия, приводит к заметному снижению твердости и износостойкости азотированного слоя, зато позволяет изготавливать изделия более сложной конфигурации. В станкостроении, например, для азотирования используют улучшаемые, легированные стали типа 40Х, 40ХФА. Для тяжело нагруженных деталей, работающих в условиях циклических изгибающих нагрузок, рекомендуются стали 30Х3М, 38ХГМ, 38ХНМФА, 38ХН3МА.

Для изготовления деталей топливной аппаратуры, где требуется повышенная точность размеров, используют сталь 30Х3МФ1. Дополнительное легирование этой стали кремнием (30Х3МФ1С) способствует повышению твердости азотированного слоя.

Для азотирования иногда назначаются и цементуемые стали, содержащие в своем составе хром, молибден, вольфрам, ванадий.

7.1 Термическая обработка изделий из стабилизированных хромоникелевых сталей 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т, 10Х14Г14Н4Т, 08Х18Н12Б, 12Х18Н9ТЛ, 10Х18Н11БЛ.

7.1.1
В зависимости от назначения, условий работы, агрессивности среды изделия
подвергают:

а)
закалке (аустенизации);

б)
стабилизирующему отжигу;

в)
отжигу для снятия напряжений;

г)
ступенчатой обработке.

7.1.2
Изделия закаливают для того, чтобы:

а)
предотвратить склонность к межкристаллитной коррозии (изделия работают при
температуре до 350 °С);

б)
повысить стойкость против общей коррозии;

в)
устранить выявленную склонность к межкристаллитной коррозии;

г)
предотвратить склонность к ножевой коррозии (изделия сварные работают в
растворах азотной кислоты);

д)
устранить остаточные напряжения (изделия простой конфигурации);

е)
повысить пластичность материала.

7.1.3 Закалку изделий необходимо проводить по режиму: нагрев до 1050 — 1100
°С, детали с толщиной материала до 10 мм охлаждать на воздухе, свыше 10 мм — в
воде. Сварные изделия сложной конфигурации во избежание поводок следует
охлаждать на воздухе.

7.1.4 Время выдержки при нагреве под закалку для изделий с
толщиной стенки до 10
мм — 30 мин, свыше 10 мм — 20 мин + 1 мин на 1
мм максимальной толщины.

7.1.5
При закалке изделий, предназначенных для работы в азотной кислоте, температуру
нагрева под закалку необходимо держать на верхнем пределе (выдержка при этом
сварных изделий должна быть не менее 1 ч).

7.1.6
Стабилизирующий отжиг применяется для:

а)
предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии (изделия работают при
температуре свыше 350 °С);

б)
снятия внутренних напряжений;

в)
ликвидации обнаруженной склонности к межкристаллитной коррозии, если по
каким-либо причинам закалка нецелесообразна.

7.1.8
Стабилизирующему отжигу для предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии
изделий, работающих при температуре более 350 °С, можно подвергать стали,
содержащие не более 0,08 % углерода.

7.1.10
При термической обработке крупногабаритных сварных изделий разрешается
проводить местный стабилизирующий отжиг замыкающих швов согласно п. , при этом все свариваемые
элементы должны быть подвергнуты стабилизирующему отжигу до сварки.

7.1.11
При проведении местного стабилизирующего отжига необходимо обеспечить
одновременно равномерные нагрев и охлаждение по всей длине сварного шва и
прилегающих к нему зон основного металла на ширину, равную двум — трем ширинам
шва, но не более 200 мм.

Ручной
способ нагрева недопустим.

7.1.12
Для более полного снятия остаточных напряжений отжиг изделий из
стабилизированных хромоникелевых сталей проводят по режиму: нагрев до 870 — 900
°С; выдержка 2 — 3 ч, охлаждение с печью до 300 °С (скорость охлаждения 50 — 100
град/ч), далее на воздухе.

7.1.13 Отжиг проводят, соблюдая требования п. настоящего стандарта.

7.1.14
Ступенчатая обработка проводится для:

а)
снятия остаточных напряжений и предотвращения склонности к межкристаллитной
коррозии;

б)
для предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии сварных соединений
сложной конфигурации с резкими переходами по толщине;

в)
изделия со склонностью к межкристаллитной коррозии, устранить которую другим
способом (закалкой или стабилизирующим отжигом) нецелесообразно.

7.1.15 Ступенчатую обработку необходимо проводить по режиму:
нагрев до 1050 — 1100 °С; выдержка согласно п. ; охлаждение с
максимально возможной скоростью до 870 — 900 °С; выдержка при 870 — 900 °С в
течение 2 — 3 ч; охлаждение с печью до 300 °С (скорость- 50 — 100 град/ч), далее на воздухе.

7.1.16
Для ускорения процесса ступенчатую обработку рекомендуется проводить в
двухкамерных или в двух печах, нагретых до различной температуры. При переносе
из одной печи в другую температура изделий не должна быть ниже 900 °С.

7.1.17 Ступенчатую обработку разрешается проводить при соблюдении
требований п. .

7.1.18
Отливки из стабилизированных сталей 12Х18Н9ТЛ,
10X18H11БЛ
следует подвергать закалке по режиму, указанному в п. и .

7.1.19
Для более полной аустенизации стали 12Х18Н9ТЛ
закалку необходимо проводить с 1100 °С, стали 10Х18Н11БЛ с 1150 °С.

7.1.20
При работе в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, отливки следует
подвергать стабилизирующему отжигу по режиму, указанному в п. .

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.