Как правильно закалить сталь 45: Как закалить ст 45 в домашних условиях. Как можно закалить металл в домашних условиях

Содержание

Термообработка стали 45, 40х, 20, 30хгса, 65г, 40, 40хн, 35, и стали 20х13

В машиностроении чаще всего подвергают термообработки сталь 45 (в качестве заменителя 40Х, 50, 50Г2), сталь 40х (в качестве заменителя стали 38ха, 40хр, 45х, 40хс, 40хф, 40хн), сталь 20 (в качестве заменителя 15, 25), сталь 30хгса (заменители 40хфа, 35хм, 40хн, 25хгса, 35хгса), сталь 65г, сталь 40хн, сталь 35, и сталь 20х13, также

Термообработка стали 45

Термообработка стали 45 — конструкционная углеродистая. После предварительной термообработки стали 45 — нормализации, довольно легко проходит механическую обработку. Точение, фрезеровку и т. д. Получают детали, например,типа вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки.
После окончательной термообработки стали 45 (закалка), детали приобретают высокую прочность и износостойкость. Часто шлифуются. Высокое содержание углерода (0,45%) обеспечивает хорошую закаливаемость и соответственно высокую твёрдость поверхности и прочность изделия. Сталь 45 калят «на воду». То есть после калки деталь охлаждают в воде. После олаждения деталь подвегается низкотепмературному отпуску при температуре 200-300 градусов Цельсия. При такой

термообработки стали 45 получают твердость порядка 50 HRC.

Термообрабтка стали 45 и применение изделий: Кулачки станочных патронов, согласно указаниям ГОСТ, изготовляют из сталей 45 и 40Х. Твёрдость Rc = 45 -50. В кулачках четырёхкулачных патронов твёрдость резьбы должна быть в пределах Rс = 35-42. Отпуск кулачков из стали 45 производится при температуре 220-280°, из стали 40Х при 380-450° в течение 30-40 мин.

Расшифровка марки стали 45: марка 45 означает, что в стали содержится 0,45% углерода,C 0,42 — 0,5; Si 0,17 — 0,37;Mn 0,5 — 0,8; Ni до 0,25; S до 0,04; P до 0,035; Cr до 0,25; Cu до 0,25; As до 0,08.

Термообработка стали 40Х

Термообработка стали 40Х — легированная конструкционная сталь предназначена для деталей повышенной прочности такие как оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и прочих деталей повышенной прочности. Сталь 40Х также часто используется для производства поковок, штампованных заготовок и деталей трубопроводной арматуры. Однако последние перечисленные детали нуждаются в дополнительной термической обработке, заключающейся в закалке через воду в масле или просто в масле с последующим отпуском в масле или на воздухе.

Расшифровка марки стали 40Х. Цифра 40 указывает на то, что углерод в стали содержится в объеме 0,4 %. Хрома содержится менее 1,5 %. Помимо обычных примесей в своем составе имеет в определенных количествах специально вводимые элементы, которые призваны обеспечить специально заданные свойства. В качестве легирующего элемента в данном случае используется хром, о чем говорит соответствующая маркировка.

Термообработка стали 20

Термообработка стали 20 — сталь конструкционная углеродистая качественная. Широкое применение в котлостроении, для труб и нагревательных трубопроводов различного назначения, кроме того промышленность выпускает пруток, лист. Температура начала ковки стали 20 составляет 1280° С, окончания — 750° С, охлаждение поковки — воздушное. Сталь 20 нефлокеночувствительна и не склонна к отпускной способности.
После цементации и цианирования из стали 20 можно изготавливать детали, от которых требуется высокая твёрдость поверхности и допускается невысокая прочность сердцевины: кулачковые валики, крепёжные детали, шпиндели, звёздочки, шпильки, вилки тяг и валики переключения передач, толкатели клапанов, валики масляных насосов. Сталь 20 применяют для производства малонагруженных деталей ( пальцы, оси, копиры, упоры, шестерни ), цементуемых деталей для длительной и весьма длительной службы (эксплуатация при температуре не выше 350° С), тонких деталей, работающих на истирание и другие детали автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения.

Термообработка стали 30хгса

Термообработка стали 30хгса — относится к среднелегированной конструкционной стали. Сталь 30хгса проходит улучшение – закалку с последующим высоким отпуском при 550-600 °С, поэтому применяется при создании улучшаемых деталей (кроме авиационных деталей это могут быть различные корпуса обшивки, оси и валы, лопатки компрессорных машин, которые эксплуатируются при 400°С, и многое другое), рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.
Сталь 30хгса обладает хорошей выносливостью, отличными показателями ударной вязкости, высокой прочностью. Она также отличается замечательной свариваемостью.

Сварка стали 30хгса тоже имеет свои особенности. Она осуществляется с предварительным подогревом материала до 250-300 °С с последующим медленным охлаждением. Данная процедура очень важна, поскольку могут появиться трещины из-за чувствительности стали к резким перепадам температуры после сварки. Поэтому по завершении сварных работ горелка должна отводиться медленно, при этом осуществляя подогрев материала на расстоянии 20-40 мм от места сварки. Также, не более, чем спустя 8 часов по завершении сварки сварные узлы стали 30ХГСА нуждаются в закалке с нагревом до 880 °С с последующим высоким отпуском. Далее изделие охлаждается в масле при 20-50 °С. Отпуск осуществляется нагревом до 400 — 600 °С и охлаждением в горячей воде. Сварку же необходимо выполнять максимально быстро, дабы избежать выгорания легирующих элементов.
После прохождения термомеханической низкотемпературной обработки сталь 30хгса приобретает предел прочности до 2800 МПа, ударная вязкость повышается в два раза (в отличии от обычной термообработки стали 30хгса), пластичность увеличивается. 

Термообработка стали 65г 

Термообработка стали 65г — Сталь конструкционная рессорно-пружинная. Используют в промышленности пружины, рессоры, упорные шайбы, тормозные ленты, фрикционные диски, шестерни, фланцы, корпусы подшипников, зажимные и подающие цанги и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости, и детали, работающие без ударных нагрузок. (заменители: 70, У8А, 70Г, 60С2А, 9ХС, 50ХФА, 60С2, 55С2).

Термообработка стали 40 — Сталь конструкционная углеродистая качественная. Использование в промышленности: трубы, поковки, крепежные детали, валы, диски, роторы, фланцы, зубчатые колеса, втулки для длительной и весьма длительной службы при температурах до 425 град.

Термообработка стали 40хн — Сталь конструкционная легированная Использование в промышленности: оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динами ческим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.

Термообработка сталь 35 — Сталь конструкционная углеродистая качественная. Использование в промышленности: детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали.

Термообработка стали 20Х13 — Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная. Использование в промышленности: энергетическое машиностроение и печестроение; турбинные лопатки, болты, гайки, арматура крекинг-установок с длительным сроком службы при температурах до 500 град; сталь мартенситного класса Сталь марки 20Х13 и другие стали мартенситного класса: жаропрочные хромистые стали мартенситного класса применяют в различных энергетических установках, они работают при температуре до 600° С. Из них изготовляют роторы, диски и лопатки турбин, в последнее время их используют для кольцевых деталей больших толщин. Существует большое количество марок сталей данного класса. Общим для всех является пониженное содержание хрома, наличие молибдена, ванадия и вольфрама. Они эффективно упрочняются обычными методами термообработки, которая основана на у — a-превращении и предусматривает получение в структуре мартенсита с последующим улучшением в зависимости от требований технических условий. (заменители: 12Х13, 14Х17Н2)  

Закалка и отпуск стали 45: твердость, HRC, режимы, технология

Влияние термической обработки на качество

Сталь в исходном состоянии представляет собой довольно пластичную массу и поддается обработке путём деформирования. Ее можно ковать, штамповать, вальцевать.

Для изменения механических свойств и достижения необходимых качеств применяется термическая обработка металла. Суть термической или тепловой обработки заключается в применении совокупности операций по нагреву, выдержке и охлаждению твердых металлических сплавов. В результате такой обработки сплав изменяет свою внутреннюю структуру и приобретает определенные, необходимые производителю и потребителю, свойства.

Критические точки

Критические точки — это температуры, при которых изменяется структура стали и ее фазовое состояние. Вычислены в 1868 году русским металлургом и изобретателем Дмитрием Константиновичем Черновым, поэтому иногда их называют точками Чернова.

Обозначают такие точки буквой А. Нижняя точка А1 соответствует температуре, при которой аустенит превращается в перлит при охлаждении или перлит в аустенит при нагреве. Точка А3 — верхняя критическая точка, соответствующая температуре, при которой начинается выделение феррита при охлаждении или заканчивается его растворение при нагреве.

Если критическая точка определяется при нагреве, то к букве «А» добавляется индекс «с», а при охлаждении — индекс «r».

Для данной стали определена следующая температура критических точек:

  • 743*С — Ас1;
  • 815*С — Ас3;
  • 730*C — Аr3;
  • 693*C — Ar1.

Алгоритм термообработки стали и сплавов:

  • отжиг:
  • закалка;
  • отпуск;
  • нормализация;
  • старение;
  • криогенная обработка.

Термообработка для стали 40х. Характеристика температурного режима в соответствии с требованиями ГОСТ 4543–71:

  • закалка стали 40х в масляной среде при температуре 860*С;
  • отпуск в воде или масле при температуре 500*С.

В результате такой термической обработки данная сталь приобретает повышенную твердость (число твердости НВ не более 217), высокий предел прочности при разрыве (980 Н/м2) и ударную вязкость 59 Дж/см2.

Предел текучести

Говоря о механических свойствах, нужно обязательно упомянуть о такой важной характеристике, как предел текучести. Если приложенная нагрузка слишком велика, то конструкция или ее детали начинают деформироваться и в металле возникают не упругие (полностью исчезающие, обратимые), а пластические (необратимые остаточные) деформации

Говоря другими словами, металл «течет».

Предел текучести — это граница между упругими и упругопластическими деформациями. Значение предела текучести зависит от множества факторов: режима термической обработки, наличия примесей и легирующих элементов в стали, микроструктуры и типа кристаллической решетки, температуры.

В металловедении различают понятия физического и условного предела текучести.

Физический предел текучести — это такое значение напряжения, при котором деформация испытываемого образца увеличивается без увеличения приложенной нагрузки. В справочниках эта величина обозначается σт и для марки 40х ее значение не менее 785 Н/мм2 или 80 КГС/мм2.

Следует отметить, что пластические (необратимые) деформации появляются в металле не мгновенно, а нарастают постепенно, с увеличением приложенной нагрузки. Поэтому, с точки зрения технологии, уместнее применение термина «условный (технический) предел текучести».

Условным (или техническим) пределом текучести называется напряжение, при котором опытный образец получает пластическое (необратимое) удлинение своей расчетной длины на 0.2%. В таблицах эта величина обозначается как σ 0,2 и для стали 40х составляет:

  • при температуре от 101 до 200*С — 490 МПа;
  • при температуре от 201 до 300*С — 440 МПа;
  • при температуре от 301 до 500*С — 345 МПа.

Термообработка стали 45

Термообработка стали 45, так же как и термическая обработка любой другой марки стали выполняется для улучшения технических характеристик данного материала. Такая обработка подразумевает первоначальный нагрев металла и последующее его охлаждение. Собственно, в зависимости от времени нагрева материала и скорости охлаждения, термообработка стали 45 и других марок подразделяется на 3 последовательно выполняемых операции:

  1. Отжиг стали 45
  2. Закалка стали 45
  3. Отпуск стали 45

Отжиг стали 45 — это нагрев материала в специальной печи до очень высокой температуры и последующее его охлаждение, которое выполняется естественным образом, то есть вместе с печью. Существует отжиг первого рода, при котором нагрев идет до критических значений, но не превышает их. Также существует и отжиг второго рода, при котором температура уже превышает критическую отметку и приводит к некоторым изменениям в структуре.

Так или иначе, любой из данных способов позволяет избавиться от неоднородности состава, а также снять внутреннее напряжение материала и достичь зернистой структуры. Кроме того, проведение отжига стали 45 поможет снизить твердость сплава, что значительно облегчит в дальнейшем процесс переработки. Примечательно, что отжиг второго рода подразделяется на несколько следующих категорий, различающихся по их назначению и исполнению:

  • диффузионный отжиг
  • полный отжиг
  • неполный отжиг
  • изотермический отжиг
  • рекристализационный

Как правило, для углеродистых сталей применяется полный отжиг. Суть данной технологии состоит в том, что заготовки нагреваются до температуры, которая превышает критическую отметку (верхняя точка Ас3) примерно на значение от +30°С до +50°С. После этого сталь 45 охлаждают с медленной скоростью от +150°С до +200°С до тех пор, пока ее температура не сравняется со значением температуры в рабочем интервале от +500°С до +550°С.

Кстати говоря, при отжиге первого и второго рода охлаждение материала происходит в печи, в которой был произведен нагрев. Если же процесс охлаждения производят уже на открытом воздухе, то такая технология будет называться не отжиг стали 45, а нормализация. Поскольку при нормализации стали охлаждение происходит быстрее, перлит получает тонкое строение и наибольшую твердость. Поэтому нормализованная сталь тверже отожженной.

Основные характеристики стали 45

Любой сплав имеет свои отличительные характеристики, определенный химический состав, ряд заменителей, функциональное предназначение.

Марки 40, 45, 50 выделяются высокими показателями прочности, имея при этом небольшую вязкость и пластичность. Поскольку механические свойства марки и 45 идентичны маркам 40 и 50, эти стали являются взаимозаменяемыми.

Химический состав и свойства

Химическими составляющими сплава помимо железа и углерода являются и ряд других элементов, количество которых малосущественно. Процентное отношение химических составляющих стали 45:

  • Железо (Fe) — около 97%.
  • Углерод (C) — 0,42—0,5%.
  • Марганец (Mn) — 0,5—0,8%.
  • Кремний (Si) — 0,17—0,37%.
  • Никель (Ni) — не больше 0,25%.
  • Хром (Cr) — не больше 0,25%.
  • Медь (Cu) — не больше 0,25%.
  • Мышьяк (As) — не больше 0,08%.
  • Сера (S) — не больше 0,04%.
  • Фосфор (P) — не больше 0,035%.


От химического состава стали и структуры напрямую зависят ее химические свойства. Все элементы входящие в состав условно делятся на полезные и вредные. Процесс добавления полезных примесей носит название легирование. Если расшифровать маркировку 45х, то становится ясно что сплав содержит добавление хрома, 45 г — марганца.

Основные химические свойства материала:

  • степень окисления:
  • устойчивость к коррозии;
  • жароустойчивость;
  • жаропрочность.

Механические характеристики

Для анализа и контролирования свойств стали используют различные методы их определения. К примеру, критерии прочности и пластичность определяют опытным путем, образцы растягивают до разрыва. Твердость сплавов фиксируют измеряя противодействие материала при влиянии на его поверхность твердого элемента, например, алмазного наконечника. Вязкость — ударными испытаниями специальных образцов.

Механические свойства и характеристики стали 45 (при t=20C).

Прочность — способность сплава выносить внешние нагрузки, не подвергаясь при этом разрушениям внутри. Характеризуется величинами: предел прочности, sв и предел текучести стали 45, sT .

  • труба — ГОСТ 8731–87 , sв =588 МПа, sT =323 МПа;
  • прокат — ГОСТ 1050–88 , sв=600 МПа, sT =355 МПа;
  • прокат отожженный — ГОСТ 1050–88 , sв =540 МПа.

Твердость — способность сплава оказывать сопротивление при воздействии твердых тел. Характеризуется величинами: твердость по Н. В. Бринеллю 10—1 , по Роквеллу HRC . Для марки 45 в состоянии поставки:

  • труба — ГОСТ 8731–87 , HB 10—1 = 207 МПа;
  • прокат — ГОСТ 1050–88 , HB 10—1 = 229 МПа;
  • прокат отожженка — ГОСТ 1050–88 , HB 10—1 = 207 МПа.

Пластичность — возможность сплава видоизменять свою форму под влиянием нагрузки и восстанавливать ее по окончании воздействия. Характеризуется величиной, относительное удлинение при разрыве, δ5 :

  • труба — ГОСТ 8731–87 , δ5 =14%;
  • прокат — ГОСТ 1050–88 , δ5 =16%;
  • прокат отожженка — ГОСТ 1050–88 — δ5 =13%.

Ударная вязкость — способность материала сопротивляться динамическим воздействиям нагрузки, KCU [ кДж / м2].

Физические свойства

К физическим характеристикам стали относятся: плотность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, модуль упругости, удельная теплоемкость и электропроводность.

Металлические сплавы имеют высокие показатели плотности, теплоемкости и электрической проводимости. Рассмотрим физические свойства марки 45 (при t=20C).

Плотность или удельный вес — масса вещества на единицу объема, плотность стали 45 ГОСТ 1050–88 ρ=7826—7595 кг/м3.

Коэффициент линейного теплового расширения количественно равен относительной перемене линейных размеров вещества при росте (понижении) температуры в сплаве на 1 градус Цельсия, α (1/град).

Теплопроводность вещества — способность отдавать количество тепла от более прогретого участка к менее прогретому. Характеризуется величиной коэффициента теплопроводности, λ [Вт/(м·град)].

Под модулем Юнга подразумевается физическая величина, которая косвенно отображает возможности стали противостоять продольным деформациям (растяжению или сжатию)

Эта величина указывает на жесткость материала и является важной физической особенностью, E 10—5=2 МПа;. Удельная теплоемкость — количество тепла, необходимое для нагрева 1 килограмма вещества на 1 градус Цельсия, Ϲ [Дж/(кг·град)

Удельная теплоемкость — количество тепла, необходимое для нагрева 1 килограмма вещества на 1 градус Цельсия, Ϲ [Дж/(кг·град).

Электропроводность — способность материала быть проводником электрического тока. Характеризуется величиной удельного электрического сопротивления, Ṛ .

https://www.youtube.com/watch?v=qbg1nU99OBYhttps ://www.youtube.com/watch?v=L3w8hfcBXW8

Достоинства и недостатки

Закалка деталей с помощью ТВЧ обладает как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести следующее:

  • После закалки ТВЧ у детали сохраняется мягкой середина, что существенно повышает ее сопротивление пластической деформации.
  • Экономичность процесса закалки деталей ТВЧ связана с тем, что нагревается только поверхность или зона, которую необходимо закалить, а не вся деталь.
  • При серийном производстве деталей необходимо настроить процесс и далее он будет автоматически повторяться, обеспечивая необходимое качество закалки.
  • Возможность точно рассчитать и регулировать глубину закаленного слоя.
  • Непрерывно-последовательный метод закалки позволяет использовать оборудование малой мощности.
  • Малое время нагрева и выдержки при высокой температуре способствует отсутствию окисления обезуглероживания верхнего слоя и образования окалины на поверхности детали.
  • Быстрый нагрев и охлаждение не дают большого коробления и поводок, что позволяет уменьшить припуск на чистовую обработку.

https://youtube.com/watch?v=IjuKarv04Ec

Но индукционные установки экономически целесообразно применять только при серийном производстве, а для единичного производства покупка или изготовление индуктора невыгодно. Для некоторых деталей сложной формы производство индукционной установки очень сложно или невозможно получить равномерность закаленного слоя. В таких случаях применяют другие виды поверхностных закалок, например, газопламенную или объемную закалку.

Физические характеристики

Почти все физические свойства металлов прямо или обратно пропорционально зависят от температуры. Такие показатели, как удельное сопротивление, коэффициент линейного расширения и удельная теплоемкость возрастают с ростом температуры, а плотность стали, ее модуль упругости и коэффициент теплопроводности, наоборот, падают при увеличении температуры.

Еще одна физическая характеристика, называемая массой, не зависит практически ни от чего. Образец можно подвергать термической обработке, охлаждать, обрабатывать, придавать ему различную форму, а масса при этом будет оставаться величиной неизменной.

Физические показатели всех известных марок отечественных сталей и сплавов, в том числе и описываемой марки, сведены в таблицы и размещены в справочниках по металловедению.

Рекомендации при выборе

Сталь 65г совсем не поддаётся свариванию. При изготовлении изделий следует учитывать это свойство.

Также нужно помнить, что материал чаще всего применяется для спортивного холодного оружия. Это обусловлено хорошей стойкостью к ударам при одновременной низкой стоимостью исходного материала. Это позволяет иметь в наличии снаряды при небольших материальных затратах.


Нож сделанный из стали 65Г.

Ножи из 65г не рекомендуется использовать в хозяйственных целях, например, на кухне, где постоянная сырость. Чтобы режущие инструменты, изготовленные из этой марки, не покрывались ржавчиной, их необходимо хранить в сухих помещениях. Масляное покрытие защитит клинки от коррозии.

Зачем проводить закалку?

В последнее время закалка все чаще проводится для того, чтобы повысить твердость поверхность для повышения срока службы детали. Если закалка прошла правильно, ее результатом станет:

  1. Существенно повышается прочность и твердость. Для того чтобы поверхность зуба зубчатого колеса не деформировалось при воздействии нагрузки выполняется рассматриваемая процедура. Также пружины и рессоры могут выдерживать большие нагрузки по причине существенного повышения прочности путем изменения структуры при сильном нагреве и быстром охлаждении материала.
  2. Повышается износостойкость поверхности. Несмотря на хорошие эксплуатационные качества стали, при ее использовании для изготовления деталей, используемых в машиностроении, авиастроении, есть вероятность быстрого износа из-за возникающей силы трения при контакте. Существенно повысить срок службы деталей можно путем изменения начальной структуры металла.
  3. Современные методы проведения рассматриваемого процесса позволяют улучшить качества только поверхности детали, сердцевина, ее вязкость, остается неизменной. Этот момент определяет то, что прочность, твердость и износостойкость повышаются без проявления хрупкости, то есть получаемая деталь также имеет хорошую пластичность, может выдерживать продольную нагрузку.

Качество проводимой закалки зависит от скорости нагрева и правильности выбора температуры, времени выдержки и охлаждения. При этом наиболее важным параметром можно назвать температуру нагрева и скорость охлаждения, так как они определяют твердость, прочность металла. Закалка является сложным технологически процессом, для реализации которого нужно специальное оборудование и определенные навыки в проведении подобной работы.

Термическая обработка, закалка сталь 45, сталь 40Х.

  В этой статье вы узнаете и сможете, ознакомится с характеристиками стали 45, 40Х. Узнать какая твердость данных марок стали. Узнать предел текучести стали 45 и стали 40Х. Так же ознакомится с гостами на сталь 45 и гост стали 40Х. Предлагаем, ознакомится с понятием термообработка стали, режимы термообработки, виды термообработки стали 45, и стали 40Х.

Так же ознакомитесь что такое закалка стали, виды закалки стали.

  Данная статья предполагает глубокое самостоятельное изучение всех процессов
связанных с закалкой, термообработкой различных марок стали. Мы постарались
собрать в виде ПДФ документов интересные статьи различных авторов, курсы
лекций по металлообработке, закалке, термообработке различных марок стали, а
так же стали 45 и 40Х которые Вы можете приобрести в компании Метпромснаб.
Предлагаем, ознакомится с обучающими видео материалами по закалке стали,
термообработке стали.
Надеемся, что данный материал будет интересен и полезный как людям давно занимающимися металлопрокатом, так и людям работающими с термообработкой металлопроката или заинтересованным в изучении данного материала. Данная статья так же будет интересна студентам обучающихся по дисциплине металловедение.

Начнем знакомство: сталь 40Х.

  В прикрепленных файлах Вы можете, ознакомится с характеристиками стали 40Х, химический состав сталь 40Х, как производится термообработка сталь 40Х, как расшифровывается сталь 40Х, технологические свойства стали 40Х, какими сталями можно заменить сталь 40Х, как производится закалка стали 40Х и на что обратить внимание.
  Приятного Вам изучения материала.

Также рекомендуем прочесть статью о влиянии термической обработки на структуру стали 40Х. “​В статье рассмотрено влияние предварительной термической обработки стали 40Х на структуру и свойства поверхности, упрочненной деформирующим резанием. Заготовки из стали 40Х в исходном состоянии после нормализации, закалки с низким отпуском и высоким отпуском были закалены деформирующим резанием. В результате получены образцы с различной структурой и твердостью поверхностного слоя. Выявлены структурные особенности, проведён сравнительный анализ и установлена зависимость твердости и структуры упрочненного слоя и переходной зоны от вида предварительной термической обработки. Сделан вывод о целесообразности использовании нормализованных заготовок из стали 40Х под закалку методом деформирующего резания.”

 

 

Предлагаем посмотреть обучающее видео о “Термическая обработка металлов”.

Продолжим знакомство: сталь 45.

  В прикрепленных файлах Вы можете, ознакомится с характеристиками стали 45, химический состав сталь 45, как производится термообработка сталь 45, как расшифровывается сталь 45, технологические свойства стали 45, какими сталями можно заменить сталь 45, как производится закалка стали 45 и на что обратить внимание.

Приятного Вам изучения материала.

 

 

Предлагаем посмотреть лекцию о термической обработки стали.

 

Режим закалки стали 45

Режим термической обработкиТемпература нагрева, 0 СПродолжительность нагрева, минПродолжительность выдержки, минОхлаждающая средаHRCHB
Сталь 45
Отжиг Нормализация Закалка Отпуск Отпуск Отпуск
Сталь У10
Отжиг Нормализация Закалка Отпуск Отпуск Отпуск

Таблица 7.3

Влияние содержания углерода на твердость закаленной

Марка сталиСодержание углерода, %Твердость
HRBHRCHB
У8 У120,2 0,45 0,8 1,2

Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2. Краткие ответы на контрольные вопросы.

3. Область диаграммы состояния сплавов системы Fe – C, относящаяся к сталям с температурными интервалами нагрева сталей под термическую обработку.

4. Режимы отжига, нормализации, закалки и отпуска сталей 45 и У10.

5. Результаты измерения твердости сталей 45 и У8 после различных видов термической обработки в соответствии с заданиями.

Лабораторная работа № 8

СТРУКТУРА СТАЛЕЙ В НЕРАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ

Цель работы: изучение влияния закалки и отпуска на структуру углеродистых сталей, установление связи между структурой термически обработанных сталей, их диаграммами изотермического распада аустенита и механическими свойствами.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Эксплуатационные свойства стали зависят от ее химического состава и структуры. Желаемое изменение структуры, а, следовательно, и механических свойств, достигается термической обработкой. Различные структуры стали формируются в процессе ее охлаждения из аустенитного состояния.

Незначительная степень переохлаждения или весьма медленное охлаждение обеспечивает получение равновесных структур (лабораторная работа № 7). Чем больше степень переохлаждения аустенита или скорость его охлаждения, тем при более низких температурах происходит превращение аустенита, тем более неравновесная структура получаемой стали. Сталь при этом может приобрести структуры сорбита, троостита, игольчатого троостита (бейнита) илимартенсита.

Закалка, обеспечивающая получение наиболее неравновесной структуры стали – мартенсита, сопровождается возникновением больших внутренних напряжений. Поскольку эти напряжения могут вызвать коробление или разрушение детали, их уменьшают путем отпуска.

Рис. 8.1. Микроструктура закаленной низкоуглеродистой (0,15 % С) стали. Х200

При отпуске из структур закаленной стали образуются структуры отпуска (троостит, сорбит, перлит). Рассмотрим подробнее структуры углеродистых сталей, образующиеся при закалке, а затем при отпуске. Получаемая структура стали зависит не только от скорости охлаждения аустенита, но и от температуры нагрева и химического состава стали.

Низкоуглеродистая сталь, содержащая до 0,15 % углерода, нагретая выше температуры АС3 и закаленная в воде, имеет структуру малоуглеродистого мартенсита (рис. 8.1).

Рис. 8.2. Изменение температурного интервала мартенситного превращения – а (область Мн – Мк заштрихованная, сплошная линия – tкомн) и массовой доли остаточного аустенита – б (возможная доля Аост, заштрихована) от содержания углерода в стали

Мартенсит это пересыщенный твердый раствор углерода в a-железе. Он содержит столько углерода, сколько было в аустените, т.е. в стали. Мартенсит имеет тетрагональную объемно центрированную решетку. С увеличением содержания углерода тетрагональность кристаллической решетки мартенсита, твердость и прочность закаленной стали возрастают. Он имеет характерное пластинчатое, под микроскопом – игольчатое, строение. Рост пластин мартенсита происходит со скоростью около 1000 м/с по бездиффузионному механизму. Они ориентируются по отношению друг к другу под углом 60 и 120 о в соответствии с определенными кристаллографическими плоскостями аустенита пределах аустенитного зерна, и чем выше температура нагрева под закалку и чем, следовательно, крупнее зерно аустенита, то тем более крупноигольчатым и хрупким он будет.

Твердость мартенсита весьма высока, например, для среднеуглеродистой стали – 55. 65 HRC, (НВ = 5500. 6500 МПа). Превращение аустенита в мартенсит сопровождается увеличением удельного объема стали, поскольку мартенсит имеет больший объем, чем аустенит. В сталях, содержащих более 0,5 % С, не происходит полного превращения аустенита в мартенсит и сохраняется так называемый остаточный аустенит. Чем выше содержание углерода в стали, тем ниже температурный интервал (Мн– Мк) мартенситного превращения (рис. 8.2, а)и больше остаточного аустенита (рис. 8.2, б). При обработке холодом можно достичь температуры Мк и обеспечить переход аустенита остаточного в мартенсит.

В доэвтектоидных сталях, закаленных с оптимальных температур (на 30. 50 о С выше АС3), мартенсит имеет мелкоигольчатое строение (рис. 8.3).

Заэвтектоидные стали подвергают неполной закалке (температура нагрева на 30. 50 0 С превышает АС1). Сталь приобретает структуру мартенсита с равномерно распределенными зернами вторичного цементита и остаточного аустенита (5. 10 % Аост.) (рис. 8.4).

После полной закалки заэвтектоидная сталь имеет структуру крупноигольчатого мартенсита и в ней содержится свыше 20 % остаточного аустенита (рис. 8.5) . Такая сталь обладает значительно меньшей твердостью, чем после неполной закалки.

Рис. 8.3. Мартенсит закалки в доэвтектоидной стали. Х600

Рис. 8.4. Микроструктура закаленной заэвтектоидной стали:

мартенсит, аустенит остаточный, зерна цементита вторичного. Х400

Рис. 8.5. Микроструктура перегретой закаленной стали:

мартенсит крупноигольчатый, аустенит остаточный. Х400

Рис. 8.6. Микроструктура троостита закалки:

а – увеличение 500; б – увеличение 7500

Закалка на мартенсит обеспечивается охлаждением углеродистых сталей в воде со скоростью выше критической. При более медленном охлаждении стали из аустенитного состояния, например, в масле со скоростью, меньше критической, аустенит при температурах 400. 500 о С распадается на высокодисперсную феррито-цементитную смесь пластинчатого строения, называемую трооститом закалки. Троостит – структура с повышенной травимостью (рис. 8.6, а) и характерным пластинчатым строением (рис. 8.6, б).

Еще более медленное охлаждение стали (например, в струе холодного воздуха) вызывает при температурах 500. 650 0 С распад аустенита на более грубую, чем троостит, феррито-цементитную смесь также пластинчатого строения, называемую сорбитом закалки. По мере уменьшения скорости охлаждения и перехода от структур мартенсита к трооститу, сорбиту и, наконец, перлиту твердость стали уменьшается.

Рис. 8.7. Микроструктура троостита (а)и сорбита (б) отпуска. Х7500

Сталь с неравновесной мартенситной структурой при нагреве получает равновесную перлитную структуру. При нагреве закаленной стали до температур 150. 250 о С (низкий отпуск) образуется структура кубического (отпущенного) мартенсита. Увеличение температуры отпуска (300. 400 о С – средний отпуск и 550. 650 о С – высокий отпуск) ведет к появлению структуры зернистых трооститаи сорбита отпуска соответственно. Эти структуры показаны на рис. 8.7, а и 8.7, б. Сталь со структурой троостита с твердостью 35. 45 HRC (НВ = 3500. 4500 МПа) обеспечивает максимальную упругость, необходимую, как правило, при изготовлении рессор, пружин, мембран. Сталь со структурой зернистого сорбита отпуска (25. 35 HRC) обладает наилучшим комплексом механических свойств и высокой конструкционной прочностью. Именно поэтому закалку и высокий отпуск называют термическим улучшением.

Нагрев закаленной стали вплоть до температуры АС1 (727 о С) обеспечивает получение равновесной структуры зернистого перлита, т.е. менее дисперсной, чем сорбит и троостит, ферритно-цементитной смеси. Если сталь является доэвтектоидной, в ней обособляются зерна избыточного феррита.

Таким образом, при переохлаждении аустенита по мере увеличения скорости охлаждения образуются перлит, сорбит, троостит пластинчатого строения и мартенсит закалки, а при распаде мартенсита по мере повышения температуры отпуска формируются мартенсит кубический (отпущенный), троостит, сорбит, перлит зернистого строения.

Зернистые структуры, образующиеся при отпуске, характеризуются более высокой пластичностью и ударной вязкостью по сравнению с аналогичными структурами пластинчатого строения.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с теоретическими сведениями и в случае необходимости, определяемой преподавателем, сдать теоретический зачет по теме.

2. Вычертить двойную диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов, ее участок, соответствующий сталям и нанести на него температурные интервалы нагрева сталей под термическую обработку.

3. Начертить диаграммы изотермического распада аустенита для исследуемых сталей и нанести на них режимы термической обработки (температуры изотермических выдержек, скорости охлаждения).

4. Изучить и зарисовать микроструктуры термообработанных сталей, указать их твердость.

5. Сделать выводы и отчет по работе в соответствии с заданиями.

Контрольные вопросы

1. Что называется мартенситом? Каковы его структура и свойства?

2. Какая фаза называется остаточным аустенитом? Причина появления остаточного аустенита в закаленной стали? Условия, от которых зависит количество остаточного аустенита в структуре закаленных сталей? Влияние остаточного аустенита на свойства закаленных сталей.

3. Оптимальные температуры нагрева под закалку доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей. Каковы структура и свойства сталей после закалки?

4. Что называется сорбитом, трооститом закалки, сорбитом и трооститом отпуска? Условия образования этих структур. Каковы их структура и свойства?

5. Что называется низким, средним и высоким отпуском?

Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2. Краткие ответы на контрольные вопросы.

3. Область диаграммы состояния сплавов системы Fe – C, относящаяся к сталям с температурными интервалами нагрева сталей под термическую обработку.

4. Диаграммы изотермического распада аустенита для исследуемых сталей с режимами термической обработки (температуры изотермических выдержек, скорости охлаждения).

5. Результаты микроструктурного анализа сплавов, выполненного в соответствии с заданиями.

В этой статье вы узнаете и сможете, ознакомится с характеристиками стали 45, 40Х. Узнать какая твердость данных марок стали. Узнать предел текучести стали 45 и стали 40Х. Так же ознакомится с гостами на сталь 45 и гост стали 40Х. Предлагаем, ознакомится с понятием термообработка стали, режимы термообработки, виды термообработки стали 45, и стали 40Х.

Так же ознакомитесь что такое закалка стали, виды закалки стали.

Данная статья предполагает глубокое самостоятельное изучение всех процессов
связанных с закалкой, термообработкой различных марок стали. Мы постарались
собрать в виде ПДФ документов интересные статьи различных авторов, курсы
лекций по металлообработке, закалке, термообработке различных марок стали, а
так же стали 45 и 40Х которые Вы можете приобрести в компании Метпромснаб.
Предлагаем, ознакомится с обучающими видео материалами по закалке стали,
термообработке стали.
Надеемся, что данный материал будет интересен и полезный как людям давно занимающимися металлопрокатом, так и людям работающими с термообработкой металлопроката или заинтересованным в изучении данного материала. Данная статья так же будет интересна студентам обучающихся по дисциплине металловедение.

Начнем знакомство: сталь 40Х.

В прикрепленных файлах Вы можете, ознакомится с характеристиками стали 40Х, химический состав сталь 40Х, как производится термообработка сталь 40Х, как расшифровывается сталь 40Х, технологические свойства стали 40Х, какими сталями можно заменить сталь 40Х, как производится закалка стали 40Х и на что о братить внимание.
Приятного Вам изучения материала.

Также рекомендуем прочесть статью о влиянии термической обработки на структуру стали 40Х. “​В статье рассмотрено влияние предварительной термической обработки стали 40Х на структуру и свойства поверхности, упрочненной деформирующим резанием. Заготовки из стали 40Х в исходном состоянии после нормализации, закалки с низким отпуском и в ысоким отпуском были закалены деформирующим резанием. В результате получены образцы с различной структурой и твердостью поверхностного слоя. Выявлены структурные особенности, проведён сравнительный анализ и установлена зависимость твердости и структуры упрочненного слоя и переходной зоны от вида предварительной термической обработки. Сделан вывод о целесообразности использовании нормализованных заготовок из стали 40Х под закалку методом деформирующего резания.”

Предлагаем посмотреть обучающее видео о “Термическая обработка металлов”.

Продолжим знакомство: сталь 45.

В прикрепленных файлах Вы можете, ознакомится с характеристиками стали 45, химический состав сталь 45, как производится термообработка сталь 45, как расшифровывается сталь 45, технологические свойства стали 45, какими сталями можно заменить сталь 45, как производится закалка стали 45 и на что обратить внимание.

Приятного Вам изучения материала.

Предлагаем посмотреть лекцию о термической обработки стали.

Закалка стали 45 выполняется с целью повышения твердости, износостойкости и прочностных характеристик поверхности заготовок и деталей. Является разновидностью термообработки, с помощью которой им придаются необходимые эксплуатационные свойства. По содержанию углерода конструкционная сталь 45 (0,45 % С) относится к среднеуглеродистой, что затрудняет механическую обработку и свариваемость. Применяется такая сталь для изготовления конструкций и устройств, противостоящих нагрузкам. У металла хорошие показатели прочности, износостойкости, он не поддается коррозионным процессам в процессе эксплуатации. Закаливание улучшает эти показатели, что и определяет области применения стали 45. Из нее изготавливают валы, цилиндры, шпиндели, кулачки и другие детали машин и механизмов машиностроительной, сельскохозяйственной, строительной и другой техники, а также плоскогубцы, тиски и другой инструмент и приспособления, применяемые в промышленности и быту.

Технология закалки стали 45

Закалить сталь 45 – значит подвергнуть ее нагреву до необходимой температуры, выдержке в течение определенного времени и охлаждению. Здесь есть свои нюансы. Нагрев металла осуществляют двумя способами:

  • в специальных электропечах непрерывного или периодического действия;
  • токами высокой частоты (ТВЧ).

Эти способы отличаются технологией, а именно температурой закалки, временем выдержки и средой охлаждения.

При нагреве в печи температура нагрева не превышает 860 °C, обычно сталь 45 нагревают со скоростью не больше 3 °C в секунду выше 790 °C, а в устройстве ТВЧ она может доходить до 920 °C со скоростью 250 °C в секунду соответственно. Именно эти режимы позволяют изменить атомную решетку железа. В результате нагрева (температура должна быть выше растворения феррита в аустените) и выдержки она из объемноцентрированной станет гранецентрированной. Для того чтобы в металле произошло выравнивание структуры, его выдерживают в печи или в установке какое-то время. Это зависит от толщины заготовки. Только после этого ее подвергают охлаждению. В это время происходит обратный процесс, что в результате придает поверхности прочность и твердость.

Охлаждение производят в специальных средах до температуры 20÷25 °C. В качестве рабочей среды может служить вода, минеральные масла или смесь воды с солями или каустической содой. Температура рабочей среды колеблется в пределах 20÷60 °C и указывается в технологическом процессе проведения закалки стали 45. Режимы устанавливают в зависимости от состава закалочной среды. Деталь при этом после нагрева может опускаться в емкость с рабочей средой или охлаждаться способом разбрызгивания. Сталь 45 чаще всего после нагрева охлаждают в воде или масле, при этом масло охлаждает равномерно, что препятствует возникновению трещин. Затем заготовку или деталь подвергают низкотемпературному отпуску, что способствует выравниванию тепловых напряжений. Это позволяет получить твердость рабочей поверхности 50 HRC, что для большинства деталей, работающих при нагрузках, более чем достаточно.

Особенности технологии закалки токами высокой частоты

Нагрев осуществляют в установке, называемой индукционной. Состоит из генератора высокой частоты и индуктора простой или сложной формы. Закаливаемая деталь может устанавливаться в самом индукторе или возле него. Переменный ток, проходя через индуктор, вызывает возникновение вихревых токов (токи Фуко), благодаря чему происходит быстрый нагрев поверхности заготовки. Изменяя параметры тока, можно регулировать глубину прогрева заготовки, а следовательно, и прочность. Твердость поверхности лежит в пределах 58÷62 HRC, в то время как сердцевина остается более мягкой. Таких показателей невозможно добиться, осуществляя нагрев в печи, т. к. он будет осуществляться по всему объему. Сразу после закалки сталь 45 подлежит следующему этапу термообработки – нормализации или отпуску.

Процесс закалки ТВЧ стали 45 показан на видео:

Режим закалки может быть одновременным и последовательным. Это зависит от размеров детали, которая подлежит закалке. Первый случай используется для деталей небольших размеров, второй – для крупногабаритных.

Характеристика и свойства стали 45 после закалки

Свойства стали 45 после закалки на предприятиях, выпускающих продукцию разного назначения, обязательно проверяются в первую очередь на твердость. Она становится намного выше, чем была у заготовки, и должна иметь твердость не менее 50 по Роквеллу. Этот показатель свидетельствует о качестве проведенной термообработки. Закалка стали значительно расширяет область ее применения. Такие заготовки и детали износостойкие, прочные и могут выдерживать значительные нагрузки. Они с трудом поддаются коррозионным процессам.

Несколько слов о способе закалки стали 45 в домашних условиях. Ее можно выполнить, если соблюдать технологию выполнения работ и технику безопасности. Главное – правильно осуществить нагрев, а поэтому не лишним будет посмотреть на шкалу зависимости цвета от температуры нагрева металла. Она подскажет, какого цвета должна быть сталь 45 при нагреве не выше 860 °C.

Просим тех, кто занимался закалкой стали 45 в производственных и домашних условиях, поделиться опытом в комментариях к тексту.

Типовые режимы термической обработки сталей (Таблица)

№ п/п

Марка стали

Твёрдость (HRCэ)

Температ. закалки, град.С

Температ. отпуска, град.С

Температ. зак. ТВЧ, град.С

Температ. цемент., град.С

Температ. отжига, град.С

Закал. среда

Прим.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

Сталь 20

57…63

790…820

160…200

 

920…950

 

Вода

 

2

Сталь 35

30…34

830…840

490…510

 

 

 

Вода

 

33…35

450…500

 

 

 

 

42…48

180…200

860…880

 

 

 

3

Сталь 45

20…25

820…840

550…600

 

 

 

Вода

 

20…28

550…580

 

 

 

 

24…28

500…550

 

 

 

 

30…34

490…520

 

 

 

 

42…51

180…220

 

 

 

Сеч. до 40 мм

49…57

200…220

840…880

 

 

 

<= 22

 

 

 

 

780…820

 

С печью

4

Сталь 65Г

28…33

790…810

550…580

 

 

 

Масло

Сеч. до 60 мм

43…49

340…380

 

 

 

Сеч. до 10 мм (пружины)

55…61

160…220

 

 

 

Сеч. до 30 мм

5

Сталь 20Х

57…63

800…820

160…200

 

900…950

 

Масло

 

59…63

 

180…220

850…870

900…950

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

«—

 

 

 

 

840…860

 

 

6

Сталь 40Х

24…28

840…860

500…550

 

 

 

Масло

 

30…34

490…520

 

 

 

 

47…51

180…200

 

 

 

Сеч. до 30 мм

47…57

 

860…900

 

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

48…54

 

 

 

 

 

Азотирование

<= 22

 

 

 

 

840…860

 

 

7

Сталь 50Х

25…32

830…850

550…620

 

 

 

Масло

Сеч. до 100 мм

49…55

180…200

 

 

 

Сеч. до 45 мм

53…59

180…200

880…900

 

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

< 20

 

 

 

 

860…880

 

 

8

Сталь 12ХН3А

57…63

780…800

180…200

 

900…920

 

Масло

 

50…63

 

180…200

850…870

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

<= 22

 

 

 

 

840…870

 

С печью до 550…650

9

Сталь 38Х2МЮА

23…29

930…950

650…670

 

 

 

Масло

Сеч. до 100 мм

<= 22

 

650…670

 

 

 

 

Нормализация 930…970

HV > 670

 

 

 

 

 

 

Азотирование

10

Сталь 7ХГ2ВМ

<= 25

 

 

 

 

770…790

 

С печью до 550

28…30

860…875

560…580

 

 

 

Воздух

Сеч. до 200 мм

58…61

210…230

 

 

 

Сеч. до 120 мм

11

Сталь 60С2А

<= 22

 

 

 

 

840…860

 

С печью

44…51

850…870

420…480

 

 

 

Масло

Сеч. до 20 мм

12

Сталь 35ХГС

<= 22

 

 

 

 

880…900

 

С печью до 500…650

50…53

870…890

180…200

 

 

 

Масло

 

13

Сталь 50ХФА

25…33

850…880

580…600

 

 

 

Масло

 

51…56

850…870

180…200

 

 

 

Сеч. до 30 мм

53…59

 

180…220

880…940

 

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

14

Сталь ШХ15

<= 18

 

 

 

 

790…810

 

С печью до 600

59…63

840…850

160…180

 

 

 

Масло

Сеч. до 20 мм

51…57

300…400

 

 

 

42…51

400…500

 

 

 

15

    

Сталь У7, У7А

    

НВ <= 187

       

740…760

 

С печью до 600

44…51

800…830

300…400

 

 

 

Вода  до 250, масло

Сеч. до 18 мм

55…61

200…300

 

 

 

61…64

160…200

 

 

 

61…64

160…200

 

 

 

Масло

Сеч. до 5 мм

16

Сталь  У8, У8А

НВ <= 187

 

 

 

 

740…760

 

С печью до 600

37…46

790…820

400…500

 

 

 

Вода      до 250, масло

Сеч. до 60 мм

61…65

160…200

 

 

 

61…65

160…200

 

 

 

Масло

Сеч. до 8 мм

61…65

 

160…180

880…900

 

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

17

    

Сталь У10, У10А

    

НВ <= 197

 

 

 

 

750…770

 

 

40…48

770…800

400…500

 

 

 

Вода  до 250, масло

Сеч. до 60 мм

50…63

160…200

 

 

 

61…65

160…200

 

 

 

Масло

Сеч. до 8 мм

59…65

 

160…180

880…900

 

 

Водный раствор

0,2…0,7% поли-акриланида

18

Сталь  9ХС

<= 24

 

 

 

 

790…810

 

С печью до 600

45…55

860…880

450…500

 

 

 

Масло

Сеч. до 30 мм

40…48

500…600

 

 

 

59…63

180…240

 

 

 

Сеч. до 40 мм

19

Сталь  ХВГ

<= 25

 

 

 

 

780…800

 

С печью до 650

59…63

820…850

180…220

 

 

 

Масло

Сеч. до 60 мм

36…47

500…600

 

 

 

55…57

280…340

 

 

 

Сеч. до 70 мм

20

Сталь Х12М

61…63

1000…1030

190…210

 

 

 

Масло

Сеч. до 140 мм

57…58

320…350

 

 

 

21

Сталь Р6М5

18…23

 

 

 

 

800…830

 

С печью до 600

64…66

1210…1230

560…570 3-х кратн.

 

 

 

Масло, воздух

В масле до 300…450 град., воздух до 20

26…29

780…800

 

 

 

 

Выдержка 2…3 часа, воздух

22

Сталь  Р18

18…26

 

 

 

 

860…880

 

С печью до 600

62…65

1260…1280

560…570 3-х кратн.

 

 

 

Масло, воздух

В масле до 150…200 град., воздух до 20

23

Пружин. сталь  Кл. II

 

 

250…320

 

 

 

 

После холодной навивки пружин 30-ть минут

24

Сталь 5ХНМ, 5ХНВ

>= 57

840…860

460…520

 

 

 

Масло

Сеч. до 100 мм

42…46

 

 

 

Сеч. 100..200 мм

39…43

 

 

 

Сеч. 200..300 мм

37…42

 

 

 

Сеч. 300..500 мм

НV >= 450

 

 

 

Азотирование. Сеч. св. 70 мм

25

Сталь 30ХГСА

19…27

890…910

660…680

 

 

 

Масло

 

27…34

580…600

 

 

 

 

34…39

500…540

 

 

 

 

«—

 

 

 

 

770…790

 

С печью до 650

26

Сталь 12Х18Н9Т

<= 18

1100…1150

 

 

 

 

Вода

 

27

Сталь 40ХН2МА, 40ХН2ВА

30…36

840…860

600…650

 

 

 

Масло

 

34…39

550…600

 

 

 

 

28

Сталь ЭИ961Ш

27…33

1000…1010

660…690

 

 

 

Масло

13Х11Н2В2НФ

34…39

560…590

 

 

 

При t>6 мм вода

29

Сталь 20Х13

27…35

1050

550…600

 

 

 

Воздух

 

43,5…50,5

200

 

 

 

 

30

Сталь 40Х13

49,5…56

1000…1050

200…300

 

 

 

Масло

 

Сталь 45 — ГК Металлург

На производственные линии поставляется просто огромное количество различных сталей, которые характеризуются своими определенными свойствами. Примером можно назвать материал сталь 45, который получил широкое распространение. Эта сталь характеризуется определенными эксплуатационными качествами, которые стоит рассматривать. ГОСТ на сталь 45 определяет концентрацию всех химических веществ. Марка характеризуется относительно невысокой стоимостью, а расшифровка марки стали определяет широкое ее распространение. Рассмотрим особенности данного предложения подробнее.

Химический состав стали 45

Во много эксплуатационные и другие качества определяются химическим составом. Это связано с тем, что некоторые элементы способны существенно повысить прочность, другие увеличивают хрупкость. Химический состав стали 45 характеризуется присутствуем следующих элементов:

  • Основные химические элементы Ст 45 представлены железом и углеродом. От концентрации второго элемента во многом зависит то, насколько прочным и твердым получается изделие. Установленные стандарты определяю то, что концентрация углерода должна составлять от 0,42 до 0,5%. При этом в составе металла около 97%.
  • В состав включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными можно назвать магний и кремний. Их показатель концентрации составляет более 0,1%.
  • Концентрация других элементов выдерживается в определенном диапазоне. К примеру, ГОСТ определяет небольшое количество серы и фосфора, так как эти элементы приводят к ухудшению эксплуатационных качеств.

Содержание углерода, как и многих других элементов, выдерживается в определенном диапазоне. Этот элемент во многом определяет основные характеристики получаемых изделий, слишком высокая концентрация может привести к твердости поверхности и хрупкости структуры.

Свойства материала

Механические свойства стали 45 определяют широкое распространение этого металла. Концентрация углерода составляет 0,45%, другие примеси крайне незначительны. Это во многом определяет следующие характеристики:

  • Плотность стали 45 или удельный вес составляет 7826 кг/м3. За счет этого обеспечивается невысокий показатель веса получаемых изделий, однако легкими их не назовешь. Плотность может несущественно отличаться в зависимости от химического состава.
  • К отпускной хрупкости структура не склонна. Сталь 45, характеристики которой можно назвать универсальным предложением, очень часто подвергается закалке, за счет которой существенно повышается твердость поверхности.
  • Очень часто проводится поставка заготовок после термической обработки. Она существенно повышает твердость поверхности. Этот момент также определяет то, что твердость стали 45 в состоянии поставки может варьировать в достаточно большом диапазоне. Как правило, твердость выдерживается на уровне 10-1 HB, который соответствует 170 МПа.
  • Сталь марки 45 относится к трудносвариваемым металлам, что определяет сложности при проведении сварочных работ. Именно поэтому структура изначально подогревается и лишь только после этого проводится соединение элементов. Прокаливаемость стали 45 также находится на достаточно низком уровне, за счет чего усложняется процесс обработки резанием. Сварка может применяться при применении различного сварочного оборудования. Применение соответствующих электродов позволяет существенно упростить процесс сваривания. Резание сварочным аппаратом также существенно осложняется.
  • Довольно часто проводится ковка. Она проводится при температуре 1250 градусов Цельсия, в конце показатель составляет 700 градусов Цельсия.
  • Предел прочности и модуль упругости могут варьировать в достаточно большом диапазоне. Все зависит от того, какова температура нагрева поверхности. Предел текучести стали определяет то, насколько она проста при литье различных заготовок.

В целом можно сказать, что металл подходит для применения при изготовлении различных изделий. В большинстве случаев проводится термическая обработка, которая позволяет существенно увеличить эксплуатационные характеристики. Стоит учитывать, что только при выдерживании температурного режима можно обеспечить условия для правильного перестроения кристаллической решетки.

Температура критических точек стали 45

Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:

  • Температурного режима. Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины. Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
  • Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
  • Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительно выдержки может зависеть не только от химического состав материала, но и размеров, формы заготовки.
  • Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.

Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.

Критическими точками принято считать температуры, при которых происходит перестроение структуры. Выделяют три основных температурных точек, которые отображаются на построенной диаграмме.

Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде. Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.

Применение

Как уже было отмечено, область применения материала довольно широка. При использовании качественной стали 45 могут изготавливаться различные заготовки. Металл поставляется на производственные линии в виде сортового и фасонного проката.

Применение стали 45 следующие:

  • Изготовление изделий, представленных телами вращениями. При создании различных конструкций довольно часто применяются валы, которые могут иметь несколько ступеней и канавки. При этом диаметральный размер может варьировать в большом диапазоне.
  • Шпиндели и кулачки, а также шестерни. Довольно сложным в изготовлении изделием можно назвать шестерни. Они получаются при процессе фрезерования круглых заготовок. На структуру может оказываться серьезное механическое воздействие. Именно поэтому часто проводится различная термическая обработка, к примеру, закалка или отпуск. Кулачки и другие подобные изделия также характеризуются тем, что на них оказывается серьезное механическое воздействие.
  • Крепежные изделия получили весьма широкое распространение. Они применяются для соединения различных изделий или их фиксации. К крепежным изделиям предъявляются высокие требования. К примеру, поверхность должна выдерживать существенное механическое воздействие или нагрузка, которая оказывается в поперечном направлении.
  • Пластинки и листовой материал. Довольно широкое распространение получил листовой металл. Он применяется при изготовлении различных изделий, а также обшивки несущих конструкций. Стоит учитывать, что сегодня листовой материал часто применяется при штамповке и другой обработке давлением.

Термическая обработка позволяет существенно расширить область применения металла. К примеру, проводится закалка и нормализация поверхности. Для существенного изменения эксплуатационных качеств проводится легирование состава различными химическими элементами, к примеру, хромом. Повышение концентрации хрома приводит к тому, что металл становится коррозионностойким.

Низкая отпускная хрупкость определяет то, металл применяется при создании изделий сложных форм и конфигураций. Примером можно назвать шестерни и звездочки, которые представлены зубьями со сложной конфигурацией.

Рассматривая аналоги отметим, что есть достаточно большое количество сплавов, которые характеризуются сходными качествами. К примеру, в США и Германии применяются собственные стандарты маркировки при создании сплавов, которые схожи со Сталь 45. К примеру, 1044 и 1045, 1.0503 и 1.1191. Выпуск аналогов проводится и во многих других странах. Что касается металлов со схожими эксплуатационными качествами, то к ним относятся сталь 50 и сталь 50Г, а также сталь 40Х, которая легируется при применении хрома.

В заключение отметим, что изделия из стали 45 обладают весьма привлекательными эксплуатационными качествами и при этом обходится недорого. Именно поэтому она применяется в машиностроительной отрасли в качестве основного металла. Структура характеризуется высокой обрабатываемостью резанием. Поэтому заготовки подвергают точению и фрезерованию.

Углеродистая качественная сталь марки 45

Сталь – рукотворный сплав железа и углерода – пользуется сегодня постоянным спросом в самых разных областях промышленности. Без него трудно возводить города, монтировать трубопроводы, производить транспорт, технику, разнообразные агрегаты и детали.

Доля железа в стальном сплаве должна составлять не менее 45 %. От содержания углерода и легирующих элементов зависят все свойства стали, а в итоге, и полученных из нее изделий металлопроката.

Одна из самых востребованных марок сырья – сталь 45. Характеристики и свойства определяют ее популярность на рынке металлопроката. Относится она к разряду конструкционных углеродистых качественных сталей.

Расшифровка и химический состав

Наличие числа 45 в названии марки сырья «сообщает» о содержании около 0,45% углерода (C). Остальные «ингредиенты» распределились следующим образом: кремний (Si) – от 0,17 – до 0,37, хром (Cr) – до 0,25, марганец (Mn) —  0,5 — 0,8, никель (Ni) – до 0,25, медь (Cu) – до 0,25, фосфор (P) – до 0,035, сера (S) – до 0,04, мышьяк (As) — 0,08.

Некоторые физические и технологические характеристики

  1. Вес (удельный): 7826 кг/м3.
  2. Твердость стали 45: HB = 50 HRC (после закалки).
  3. Температура ковки: от 1250 до 700 о С с последующим охлаждением на воздухе (для деталей, сечение которых варьируется до 400 мм).
  4. Токарная обработка рекомендуется в горячекатаном состоянии.
  5. Варианты сварки: РДС, КТС (при подогреве). Требуется дальнейшая термообработка.
  6. Флокеночувствительность: низкая
  7. Склонность ко хрупкости при отпуске: отсутствует.

Механические и физические свойства можно посмотреть в таблице:

 

 

Особенности стали марки 45

Сталь 45 отличается повышенными характеристиками прочности, выносливости, хорошо обрабатывается, доступна по стоимости. Нашла применение практически во всех областях промышленности, там, где имеют место постоянные механические нагрузки, сложные температурные условия. Изделия из стали 45, к примеру, крайне востребованные круг, шестигранник ст45, выдерживают перепады в диапазоне от 200 до 600 о С.

Если сравнить некоторые характеристики сырья марки 45 и, к примеру, марки 35, то становится очевидным влияние доли углерода в составе сплава. Так, 0,42 – 0,5% против 0,32 – 0,4% (соответственно) указывает на повышенные характеристики твердости стали 45.

Если ст 35 классифицируется как ограниченно свариваемая, то сталь 45 (ГОСТ 1050-88) – варится очень трудно. Это, пожалуй, является первым из «недостатков» последней. Второй – подверженность коррозии из-за присутствия никеля и хрома.

Сталь 35 обычно служит для изготовления деталей не слишком высокой прочности, подвергаемых в процессе эксплуатации слабым и средним нагрузкам: это – оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, тогда как из сырья марки 45 выполняют варианты деталей более надежные, с улучшенными прочностными характеристиками.

Сравнительные характеристики сырья можно уточнить здесь:

 

 

Об обработке стали 45

В машиностроении сталь марки 45 сначала подвергают термообработке. После нормализации любой механический «декор» (фрезерование, точение) проходит проще и легче. Именно таким образом получают различные валы, шестерни, цилиндры, шпиндели, кулачки. 

После финишной термообработки или закалки выполненные детали могут «похвастаться» большей устойчивостью к износу. На выходе их охлаждают в воде и подвергают низкотемпературному отпуску (200-300 о С), показатели твердости составляют порядка 50 HRC.

Сортамент изделий, выполненных из ст 45, ГОСТы

Согласно действующим стандартам, из стали марки 45 изготавливают достаточное количество известнейших изделий металлопроката – круг г/к ст. 45, лист, квадрат ст45, трубы.

Сортовой прокат, включая фасонный, изготавливают по строгим требованиям ГОСТов: 1050-88, 10702-78, 2590-2006 и 2591-2006, 2879-2006, 8509-93 и 8510-86, а также 8239-89, 8240-97.

  • Для изготовления калиброванного прутка необходимо соблюдать требования стандартов 1050-88, 8559-75 и 8560-78, 7417-75,
  • листового проката: толстого (ГОСТы 1577-93, 19903-74), тонкого – ГОСТ 16523-97,
  • полосы (ГОСТы 103-2006, 1577-93, 82-70),
  • шлифованного прутка – ГОСТ 14955-77,
  • ленты из стали 45 – ГОСТ 2284-79,
  • кованых заготовок – ГОСТы 8479-70, 1133-71,
  • труб – стандарты 8732-78, 8731-74, 8733-74, 8734-75, а также 21729-76,
  • проволоки – ГОСТы 17305-91, 5663-79. 

Термическая обработка стали — закалка и отпуск: изделия для металлообработки

Закалка и отпуск

Как определить твердость металла? Можно ли поцарапать его карбидом? Можете ли вы ударить по нему молотком или другим твердым металлом?

Это зависит от типа металла. «Твердый» алюминий примерно такой же твердый, как и мягкая сталь. Есть множество тестов. Как вы упомянули, скретч-тесты не очень специфичны, однако вы можете приобрести наборы градуированных файлов разной твердости.Они хороши для испытания обычных инструментальных сталей, но не тугоплавких металлов, таких как карбиды или более мягкие цветные металлы.

Большинство твердомеров либо делают вмятину на образце, затем измеряют ее размер, либо отталкивают объект от поверхности и измеряют отскок. Есть и другие тесты на прочность, которые зачастую более важны.

Может ли он поцарапать другие материалы, такие как стекло, нержавеющая сталь, карбид?

Да, но опять же, это не очень специфические тесты.Стекло на самом деле является мягким хрупким материалом по сравнению с большинством закаленных сталей. По твердости карбид уступает только алмазу. Чаще всего красители, за исключением тех, которые используются для изготовления ножей, представляют собой мягкий клейкий материал.

Что делает этот металл твердым? железо, сталь, углерод, нагрев, закалка?

Твердость материалов делает сложный вопрос, связанный с внутренними кристаллическими структурами. Они, в свою очередь, выполняются термической обработкой или механической обработкой.Большинство цветных металлов можно закалить только путем «наклепа», ковки, прокатки, гибки. Но их можно размягчить с помощью «отжига», т.е. нагревания до красного каления с последующим быстрым охлаждением (в отличие от стали, см. Ниже).

Твердость стали определяется содержанием углерода. Нет углерода, и его нельзя упрочнить, кроме как механическим упрочнением. Увеличение содержания углерода с 0,01% до 0,10% увеличивает прокаливаемость и прочность. Затем это модифицируется добавлением легирующих металлов, а также металлов сплава, имеющих свои собственные свойства.

Для упрочнения большей части стали ее нагревают до средне-красного цвета или немного выше точки, в которой она становится немагнитной. Затем ее закаливают в воде, масле или воздухе, в зависимости от типа стали. Теперь сталь имеет максимальную твердость, но очень хрупкая. Чтобы уменьшить хрупкость, металл закаляют, нагревая его до температуры от 350 ° F до 1350 ° F. Это немного снизило твердость и сильно снизило хрупкость. Большинство сталей необходимо отпустить при температуре около 450 ° F для достижения максимальной твердости, но каждая сталь немного отличается.

Размягчение стали для холодной обработки и обработки называется отжигом. Для отжига сталь нагревают до температуры, немного превышающей температуру закалки, а затем как можно медленнее охлаждают. Охлаждение осуществляется в изолирующей среде, такой как сухая измельченная известь или вермикулит. Высокоуглеродистые и многие легированные стали можно охлаждать только достаточно медленно в печи с контролируемой температурой, поскольку скорость охлаждения должна составлять всего 20 градусов по Фаренгейту в час в течение нескольких часов.

Набор процессов отжиг, закалка и отпуск вместе известны как «термообработка».Подробнее см. Ниже.


Мне нужно сделать штамп для моего молотка. Вы бы порекомендовали для этого 4140? Тогда, если возможно, вы могли бы объяснить разницу между отпуском и термообработкой, и какие из них будут использоваться для штампов силового молота?

Плашки молотка: Несколько производителей используют SAE 4140. Промышленные оттяжки используют различные стали, включая SAE 4150, Bull Hammers использует h23, Big BLU использует S7. Также использовались простые углеродистые стали, такие как SAE 1075 или SAE 1095, но они требуют более тщательного отпуска.Часто рекомендуются современные стали серий H, O1, A2 и D2.

термообработка: Закалка — один из этапов термообработки. Последовательность для большинства сталей следующая:

  • Нормализация (или отжиг в зависимости от стали)
  • Отвердить (нагреть до точки А3 и резко охладить)
  • Закалка (нагрев для снижения хрупкости и уменьшения напряжений)
Нормализация похожа на отжиг, за исключением того, что она не требует столь длительного периода охлаждения.Больше не рекомендуется для многих легированных сталей. Методы закалки в основном различаются в зависимости от используемой закалки в зависимости от типа стали и сечения детали (насколько тяжелой). Нагрев до немагнитных материалов, но не всегда является рекомендуемой температурой затвердевания. Для закалки большинства сталей требуются температуры, превышающие максимальную температуру кухонной духовки. 350 ° F-450 ° F — это самая низкая температура отпуска для многих сталей. Это означает, что деталь будет иметь максимальную твердость.В штампах для молотков это обычно нежелательно. Двойной отпуск (рекомендуется для штампов) — это просто повторный отпуск. Закалка должна производиться сразу после затвердевания, насколько это удобно. Не закаливать после отпуска.

Закалка 4140 при 1550-1600 ° F Закалка в масле
Закалка 4150 при 1500-1600 ° F Закалка в масле
Закалка 4340 при 1475-1525 ° F Закалка в масле

Температуру от 440 до 480 Bhn, 45-50 Rc. Для вышеуказанных сталей требуется 500-600 ° F
Закал в 341 — 375 Bhn, 37-40 Rc.Для вышеуказанных сталей требуется 800-900 ° F

См. Термообработка штампов для молотка 4140, включая таблицу отпуска.


Отжиг — это размягчение металла термической обработкой.

Черные металлы отжигаются путем нагрева до температуры чуть выше A3 (точка выше немагнитной, которая изменяется в зависимости от содержания углерода), а затем медленно остывает. Для обычных углеродистых сталей охлаждение может осуществляться в сухой золе, известковом порошке или вермикулите. Для отжига высокоуглеродистых и легированных сталей требуется охлаждение в печи с контролем температуры, чтобы скорость охлаждения не превышала ~ 20 ° F / час.

Цветные металлы, такие как алюминий, латунь, медь и серебро, отжигаются путем нагревания до слабого красного цвета и закалки в воде (в отличие от стали).

— гуру — четверг, 02.08.01 19:55:04 GMT


Закалка стали для отжига на воздухе: Скорость охлаждения очень важна. В книге указано 40 ° F / ч с 1600 до 1650. Это 20-24 часа с постоянной скоростью, при которой температура все еще будет составлять 200 ° F. Немагнитная точка, составляющая 1425 ° F, кажется слишком низкой. отжигать.. .

Поскольку критическое время — первые 8-10 часов, его, вероятно, нужно сбить в печи или солонке.

Скажем так: если слюна не шипит полтора дня спустя, вероятно, она остывает слишком быстро. Мне больше всего повезло с негашеной известью, но никогда не пробовал отжигать на воздухе.

У дедушки для этого может быть какая-нибудь хитрость.

— гуру — четверг, 28.09.00 03:35:12 GMT

Гуру говорит правду.Чтобы получить D2 soft, сначала выдержите при критической температуре не менее 30 минут, затем очень медленно остыть до 1300 ° F. Снижение температуры от критической до 1300 ° F Для превращения всего аустенита в перлит требуется 10 часов.

дедушка (Дэрил Мейер) — четверг, 28.09.00, 04:47:51 GMT


Отжиг 0-1: Для отжига до температуры 1400-1450 ° F (760-790 ° C), охлаждение не быстрее 40 ° F (22 ° C) в час.Такую скорость нужно поддерживать от 4 до 5 часов. Температура меняется, но охлаждение коэффициент такой же для легированных инструментальных сталей. На небольшой части легко терять тепло слишком быстро и в конечном итоге твердая часть без закалки. Если вы не будете осторожны, тонкий кусок стали, закаленной в воде, затвердеет на воздухе.

Чтобы проверить скорость охлаждения, указанную выше, нагрейте деталь до уровня выше немагнитного и поместите в среду для отжига (известь или вермикулит). Вернитесь через четыре часа, снимите деталь и понаблюдайте за ней при слабом освещении.Деталь по-прежнему должна быть слабый красный, но более горячий, чем пурпурный / красный. Если он остыл до пурпурного / красного или черного цвета, значит, он остыл слишком быстро.

Чтобы отжечь небольшой кусок инструментальной стали, вам может потребоваться закопать его большим куском стали, нагретым намного сильнее ( апельсин). Закопайте две части рядом друг с другом, но так, чтобы они не касались друг друга. Проверьте, как указано выше. Помните, что 40 ° F (22 ° C) в час — это максимальная скорость, чем медленнее отжиг, тем мягче сталь (до определенной точки).

— guru — суббота, 28.10.00 01:22:40 GMT


Отжиг цветных металлов: Почти все цветные металлы отжигаются путем нагревания до некоторой температуры. ниже точки плавления, а затем охлаждают на воздухе или закалкой в ​​воде. Закалка в воде — удобство.

Альфа-латуни (64-99% меди) отжигаются путем нагревания до 700-1400 ° F (чем горячее, тем мягче), а затем их можно подвергнуть отжигу. быть закаленным.

Альфа-бета-латуни (от 55 до 64% ​​меди) отжигаются при той же температуре и могут слегка затвердеть. закалка от температуры отжига.

Ключевое слово выше — немного. Холодная обработка дает гораздо большую твердость. Количество закалка настолько низкая, что моя книга по медным сплавам не дает конкретных данных. Если гасить с нижнего конца температура отжига не будет заметной разницы.

Обычный припой:

Cu 56-60%
Sn 0,8 — 1,0
Fe .25 — 1.20
Следы Al, Si, Mg, Pb (не более 0,1% каждый)
Остаток цинка

Это делает его альфа-бета сплавом. — guru — понедельник, 11.12.00 15:12:49 GMT


Закалка: Способность к закалке зависит от содержания углерода и сплава в стали. Чем выше содержание углерода, тем тверже может стать сталь.Низкоуглеродистая сталь имеет очень низкую закаливаемость, а кованое железо, не содержащее углерода, не закаливается.

Для закалки стали ее нагревают выше «точки превращения», до красного или чуть выше того места, где сталь становится немагнитной. Затем его закаливают в рассоле, воде, масле или даже воздухе. После этого темперируется путем повторного нагрева. Это значительно снижает хрупкость стали и немного снижает твердость. Температуры отпуска варьируются от 350 ° F до 1400 ° F в зависимости от стали.

Закалка зависит от типа стали. Как правило, закалка более сильным закалочным составом, чем необходимо, может вызвать трещины в стали. То же самое может сделать и перегрев перед закалкой.

В целом твердые детали всегда более хрупкие, чем мягкие. Использование слишком твердых деталей может быть опасным. На машинах это может означать детали, которые могут взорваться или расколоться.

Выше я оставил несколько открытых переменных. Такова природа игры.Начните с того, чтобы узнать, из какой стали вы работают с. Затем перейдите к справочнику, например, СПРАВОЧНИК ПО ОБОРУДОВАНИЮ, и найдите правильную термообработку. параметры. ЕСЛИ вы не знаете, какую сталь используете, тогда вам придется стать металлургом самому себе и делать какая-то детективная работа. Это требует большого количества проб и ошибок, внимания к деталям, а также больших знаний.

Не существует простой формулы или волшебной пули. Начните с такой книги, как « NEW Edge of the Anvil » Джека Эндрю и копии СПРАВОЧНИКА МАШИНЫ.Если вы начнете работать с различными сталями, вам также понадобится Справочник по металлам ASM , так как в нем есть более полные списки многочисленных сплавов.

— гуру — Пятница, 16.06.00 20:21:32 GMT


Серебро для закалки / отжига

Я мало что знаю о стерлинговом серебре, но я нашел его в ASM Metals Handbook vol 1 8th. изд. Стерлинговое серебро твердеет от старения, но температура раствора (1300-1350 ° F) близка к температуре ликвидуса. температура (1435 ° F).Осаждение фазы, богатой медью, осуществляется старением при 535 ° F в течение 2 часов или 575 ° F в течение 1 часа. Обычный отжиг, как делают ювелиры — нагревают до очень тускло-красного цвета (около 1200 ° F) в затемненном месте, затем охладите в растворе для травления.

дедушка (Дэрил Мейер) — среда, 25.10.00, 04:12:46 GMT

Во время обработки серебра я довожу изделие до тускло-оранжевого цвета (1100 ° F) и закаливаю его в воде, получая серебро. податливым до тех пор, пока моя работа по измельчению / формованию не затвердеет.Вы можете услышать разницу в звуке, когда Изделие затвердевает и требует повторного нагрева. Чтобы закалить предмет после того, как вся работа сделана, я кладу поместите кусок в печь и доведите его до температуры 650 ° F, дайте ему постоять 6-7 часов, чтобы он остыл. Теперь изделие затвердело, и его нужно будет снова довести до температуры 1100 ° F и быстро закалить, чтобы продолжить работу.

Silversmith суббота, 28.10.00, 00:11:51 GMT


Закалочная жидкость может быть рассолом, водой, маслом или воздухом в зависимости от типа стали.Низкоуглеродистая сталь слегка затвердевает, но не до степени пружинной или инструментальной стали. Параметры последовательности термообработки определяются типом стали. После затвердевания деталь необходимо отпустить. Отпуск — это повторный нагрев детали до температуры значительно ниже температуры закалки для снижения твердости и повышения ударной вязкости. Она может варьироваться от 350 ° F до 1350 ° F в зависимости от стали и желаемой твердости. На очень твердых критических деталях рекомендуется двойной отпуск (более одного раза).Закалка помогает снизить напряжения при закалке, а двойной отпуск — дешевая страховка.
Закалочное масло: Минеральное масло наименее токсично. Для чего-то размером с матрицу отбойного молотка вам понадобится несколько галлонов. Масло имеет меньшую плотность, чем вода, имеет более низкую теплопроводность и мигает, а не испаряется при перегреве. Поэтому для закалки детали требуется немного больше масла, чем воды.

Если погасить слишком малым количеством воды, она просто закипит.Если у вас слишком мало масла, оно образует взрывной дым, который часто воспламеняется. горячей сталью. Если вам необходимо использовать автомобильные масла, используйте ATF. В нем меньше (возможно, токсичных) присадок, чем в обычных маслах. — гуру — понедельник, 19.06.00, 04:48:38 GMT

Великолепный кузнец Бернхэм-Кидвелл заметил, что когда он переходил с автомобильного сливного масла (старый стандарт закалочное средство с низкой арендной платой), чтобы использовать масло для жарки, его магазин превратился из паршивой автомастерской в ​​дешевый гастроном…а значительное улучшение. Масло для жарки во фритюре (часто арахисовое масло) выбрано из-за его высокой температуры вспышки, оно довольно нетоксично, как масло. тушители идут, и обычно это бесплатно. Кажется, все работает нормально. . . . . эээ, избегайте жареной рыбы.

Пит Фелс — Понедельник, 19.06.2007, 07:26:37 GMT


Закалка неизвестной стали (лезвия): Когда вы используете стальной лом, вы должны сами стать металлургом. Возьмите кусок металлолома, выковайте сечение, похожее на ваше лезвие, и экспериментируйте.Для определения твердости используйте напильник или фрезу из быстрорежущей стали. Попробуйте заточить короткий кусок и посмотрите, как он работает. У вас есть выбор: методом проб и ошибок или приобрести известную сталь.

Точка превращения стали чуть выше точки, при которой она становится немагнитной, НО такая же или ниже для высокоуглеродистых сталей. Но к тому времени, когда вы протестируете (в кузнице), деталь достигнет точки трансформации. Многие легированные стали закалены в масле, и я начинаю с этого.Если он недостаточно затвердевает, попробуйте воду (она должна быть теплой или немного выше комнатной). О температуре отпуска легированной стали нельзя судить по цвету отпуска.

Лучший способ добиться равномерного закаливания — нагреть более крупный блок или кусок стали до известной температуры, а затем установить на него лезвие и позволить ему впитать тепло. Он должен оставаться при температуре отпуска столько, сколько вы можете поддерживать, или до часа. Если ваш темперирующий блок довольно большой, просто дайте ему остыть вместе с лезвием.Температура отпуска зависит от марки стали. Оно может быть от 350 ° F до 1300 ° F. Большинство сталей подвергаются отпуску в диапазоне от 500 до 600 ° F. Вам действительно нужно найти копию СПРАВОЧНИКА ПО ОБОРУДОВАНИЮ или одну из ссылок на кузнечное дело, например, Edge of the Anvil , в которой есть данные о закалке. Если вы собираетесь продолжать заниматься ножевым бизнесом, вам следует приобрести один из (относительно дорогих) справочных материалов, таких как ASM Metals Reference Book .Здесь слишком много сталей и слишком много комбинаций обработок.


Тепловая обработка — Exact SAE 1095: Если вы точно не знаете, с какой сталью вы имеете дело, не существует «точных», пробных и ошибка — это правило. Не думайте, что все предметы одинаковы. КАЖДЫЙ производитель выбирает сталь по своему усмотрению и может изменить их в любой момент. Если один производитель использует простую углеродистую сталь, другой может использовать легированную сталь.

ТОГДА есть вопрос контроля температуры.Если у вас нет откалиброванного оборудования для измерения температуры и контролируемых печей / соляных горшков, определение «правильной» температуры потребует дополнительных проб и ошибок.

Термообработка в кузнечном стиле настолько близка к алхимии или магии, насколько это возможно. Судя по цветам, описанным в ярких терминах, например, «красный восход солнца», который может варьироваться на 200 градусов в зависимости от окружающего освещения и работы со сталью неизвестного происхождения. . . .

Предполагая, что обычная высокоуглеродистая сталь, такая как 1095, вы должны нагреть до немагнитного состояния, а затем еще на 50 ° F до 1480 ° F.Затем тушите в теплой воде.

Немедленно (как можно скорее) закалять при температуре не менее 450 ° F в течение 2 часов для получения Rockwell 57-58. Это не больно удвоить нрав. Я бы пошел немного горячее (скажем, 500 ° F) для более прочного лезвия. Если это однолезвийный клинок, тогда вы можете прийти назад и еще больше разогнать спину. Лучше всего это делать с помощью стального блока, нагретого до желаемого температуры и наблюдая, как цвета «бегут» по чистой шлифованной поверхности лезвия. — гуру — Воскресенье, 09.07.00 02:24:59 GMT

SAE 1095 Углеродистая инструментальная сталь:


Нормализация: Нагреть до 1575 ° F (855 ° C), охладить на воздухе. (обратите внимание на время выдержки).

Отжиг: «Как правило, для всех высокоуглеродистых сталей пруток поставляется на станах в сфероидизированном состоянии … Когда детали изготавливаются из прутков в этом состоянии, нормализация или отжиг не требуется».

Поковки необходимо нормализовать.

Отжиг путем нагревания до 1475 ° F (800 ° C). Тщательно замочите. Печь охладите до 1200 ° F (650 ° C) со скоростью, не превышающей 50 ° F (28 ° C) в час. От 1200 ° F (650 ° C) до температуры окружающей среды скорость охлаждения не критична.

Закалка: Нагреть до 1475 ° F (800 ° C), закалить в воде или рассоле. Секции OIL QUENCH менее 3/16 «(1,59 мм).

Закалка: Закаленная твердость достигает 66 HRC. Может быть уменьшена отпуском.


Руководство по термообработке — Стандартные методы и процедуры для стали. 1982, Американское общество металлов, стр.81.

— гуру — пятница, 17.08.01 03:06:02 GMT


Окончательная термообработка (SAE 5160 51200): Нет такого. Я могу дать вам температуру, которую требуют книги, и вам понадобится калиброванный пирометр и термостатированные печи и закалочные ванны. Но вам все равно придется ТЕСТ. Почему? Потому что каждая форма требует особого обращения. Чтобы получить ожидаемый результат, вам нужно принять свою конкретную форму и заставить его пройти температурные преобразования в требуемый период времени.Время — важнейший элемент термообработки и кроме отжига и некоторых обобщений для отпуска опубликовано очень мало. Вам просто нужно найти правильный способ заставить процесс «соответствовать кривой». Затем протестируйте изделие и отрегулируйте свои методы.

Это не так плохо, как испытание неизвестной стали методом проб и ошибок, потому что вы начинаете понимать общий процесс, но если вы хотите быть разборчивым и хотите ТОЧНУЮ твердость или состояние материала, тогда вам придется протестировать.

5160

Отожгите при 1525 ° F, затем быстро охладите до 1300 ° F и охладите до 1200 ° F со скоростью не более 20 ° F / ч в течение 5 часов.

Для закалки нагреть до 1525 ° F и охладить в масле. При необходимости закалите (минимум 350 ° F).

Аустемперирование при 1550 ° F и охлаждение в соляной бане при 600 ° F и выдержка в течение 1 часа. Охлаждение на воздухе, дальнейший отпуск не требуется.


Согласно Вифлеемской книге «Современные стали — Справочник 3310» ниже приведены ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЕ значения твердости по шкале C по Роквеллу. закалки в масле 5160 для различных температур отпуска:
SAE 5160
Температура Твердость Температура Твердость
400 ° F 59 RC 900 ° F 42 RC
500 ° F 57 RC 1000 ° F 37 RC
600 ° F 54 RC 1100 ° F 32 RC
700 ° F 52 RC 1200 ° F 28 RC
800 ° F 49 RC 1300 ° F 20 Rc

Используйте таблицу цветов закалки, чтобы приблизиться к требуемой твердости.

— Quenchcrack — Четверг, 27.03.03 13:21:32 GMT

52100
Нормализуйте путем нагревания до 1625 ° F и охлаждения на воздухе.

Перлитная структура в этой стали нежелательна. Для отжига преимущественно спероидизированной структуры нагрейте до 1460 ° F и быстро охладите до 1380 ° F, затем продолжайте охлаждение со скоростью, не превышающей 10 ° F / ч. до 1250 ° F.

Для закалки нагрейте до 1550 ° F в нейтральной солевой ванне и охладите в масле.Закаливайте сразу после охлаждения до 100–120 ° F при температуре не менее 250 ° F. Обычная практика — закаливать при 350 ° F.

Справочник по металлам ASM и Справочник по термообработке ASM , Американское общество по металлам, международное Я рекомендую обе вышеперечисленные книги ВСЕМ производителям ножей, которые проводят термообработку самостоятельно. Обе книги включают графики и диаграммы с более подробной информацией, чем можно здесь нарисовать. Смотрите нашу ссылку на ASM на странице ссылок.

— гуру — пятница, 06.07.01 00:03:58 GMT

H-13:



Согласно справочнику ASM Metals
Не нормализовать, отжигать при 845-900C / 1550-1650F

Отвердите при 995-1040C / 1825-1900F (выдержка 15-40 мин.), Затем закалите на воздухе. Немедленно закалять при 540-650C / 1000-1200F.

На штампах для воздушной закалки я использую нержавеющую фольгу для защиты штампа при нагревании.При использовании немагнитный тест на температуру, затем используйте небольшой образец (не слишком маленький) того же сплава в кузница. Достаньте из кузницы / печи, снимите фольгу и дайте остыть на решетке (например, кусок решетчатой ​​решетки), где воздух может циркулировать по всей детали. Обычно я выключаю газовую кузницу когда я снимаю нагретые плашки, чтобы они затвердевали. После затвердевания кладу обратно и использую остаточное тепло от огнеупорных кирпичей для закалки. Не очень научный, но работает.Используйте солевую ванну, если вам нужен идеальный контроль и низкое окисление.

— guru Среда, 04.07.99, 00:41:32 GMT

H-13 (упрощенный):
Нагрейте, пока он не станет немагнитным, затем выньте его из огня и дайте остыть на кирпич до тех пор, пока вы не сможете с ним справиться (это закалка на воздухе, затвердевающая), ЗАТЕМ разогрейте его до 1100 градусов по Фаренгейту. Чистый темперированный H-13 имеет приятный сливовый цвет.

— guru Среда, 04.07.99 21:05:56 GMT

H-13: H-13 делает очень хорошие штампы Power Hammer.В настоящее время это то, что они используют в BULL. Эти матрицы подвергаются механической обработке, термообработке, а затем привариваются (с БОЛЬШИМ предварительным нагревом) к основанию из низкоуглеродистой стали.

Latrobe Steel продает термообработанную версию H-13 под торговой маркой Viscount-44. 44 — это твердость по Роквеллу. Эта сталь продается в виде штамповой стали, которую практически невозможно обработать на обычных станках. После термической обработки он приобретает приятный сливовый цвет. Наш семейный механический цех использовал довольно много этого материала, чтобы избежать термической обработки деталей.H-13 — сталь закалки на воздухе. Я бы вернул его в состояние, близкое к отожженному, для небольших штамповок.

— guru Понедельник, 29.11.99, 15:03:07 GMT

H 13: Хромомолибденовая сталь с высоким содержанием ванадия. Горячие работы. Все характеристики указаны по Фаренгейту. Кузница 1950-2100, не ниже 1650. Отжиг 1550-1650, охлаждение в час 40F макс. Затвердеть при медленном нарастании тепла до 1825-1900; закалить на воздухе. Темпера 1000-1200.

Фрэнк Терли — понедельник, 05.11.01, 20:47:22 GMT


D2 против D7:

Гуру среди нас.Я производитель инструментов для самолетов Cessna. У нас есть постоянный спор, на который, похоже, мы не можем найти ответы. Речь идет о спецификациях термообработки инструментальной стали D7. Кажется, что никто не может предложить никаких спецификаций для этой инструментальной стали. «Старожилы» говорят, что те же характеристики, которые используются для D2, будут такими же и для D7. «Молодые пушки» заявляют, что их недостаточно для правильной обработки этого вида стали. Что ты говоришь? также можете ли вы сказать мне, где искать спецификации термообработки для этого типа стали? Спасибо

Mike — вторник, 30.08.05 22:42:36 EDT

Инструкции по термообработке для этой марки можно найти в Руководстве по термообработке ASM.В этой ссылке действительно указано, что для растворения всех карбидов в D7 необходимы более высокие температуры и более длительное время, чем в других инструментальных сталях серии D.

Существуют некоторые различия в способах закалки и отпуска стали в соответствии с Руководством по термообработке ASM , Стандартными методами и процедурами для стали . Это ссылка, которую должен иметь каждый магазин высоких технологий, если они проводят или предписывают термическую обработку.

— гуру — среда, 31.08.05 08:27:33 EDT
Как следует гнуть напильник? Попытка преобразовать некоторые файлы почти в риффлеры.Хотите изогнуть напильник, чтобы очистить ложку изнутри.

Рифлеры: Я делал это несколько раз. Конец ручки полукруглых напильников редко изнашивается и отлично работает файлы ложки.

Я нагреваю на месте до слабого красного с помощью резака, в то время как дополнительный файл зажат в тисках, сгибаю щипцами или плоскогубцами, а затем выключить лишнее и погасить. Обожженный конец шлифуют для очистки.

При изгибе полукруглого напильника получается полусферическая поверхность.Поскольку я использовал дерево, я не выполнял отдельный термическая обработка. Я решил, что лучше не нагревать пилку и не обжечь зубы более одного раза. Вот почему это было нагревается, обжигается и закаливается одним быстрым нагревом.

Я использовал ту же технику для сгибания треугольных напильников. Если вы хотите подвергнуть термообработке, то, вероятно, лучше всего нагреть в нержавеющая фольга.

— гуру — четверг, 08.06.00 20:13:27 GMT


Ламинат SS:

Самая сложная часть ламинатов SS — это термообработка.У вас должны быть комбинации, которые можно усилить и смягчить с помощью процессов, которые работают с обоими или где одно не влияет на другое. Это настоящая головоломка, требующая исследования и серьезного размышления. ЗАТЕМ вы должны иметь возможность проводить термическую обработку в установленных пределах. Это требует тщательного измерения и контроля температуры.

— гуру — среда, 10.04.00 14:25:34 GMT


Соляные ванны:

Соляные ванны: У Дона Фогга на своем веб-сайте было несколько хороших статей о строительстве и использовании небольшой соляной ванны.Поваренная соль работает и довольно хороша во всех отношениях. Продаются специальные соли для термообработки. Единственный раз, когда вид соли критически важно, если ванна будет использоваться для закалки (да, они становятся такими горячими) ИЛИ если есть требование «не использовать хлориды» для применения.

Из сообщения Гранта Сарвера на «странице гуру» в сентябре 1998 года: В «соляных» горшках (как их называют в жаргоне) используются всевозможные соли. Для температур до 1000F натрия. можно использовать нитрат.Хлорид бария используется для высоких температур (например, 2500F). Для температур до 3000F фторид магния может быть использовал. Большинство жаропрочных соляных горшков нагреваются просто путем пропускания электрического тока, контролируемого термостатом. Heatreat В поставках есть ассортимент солей для этой цели.

Солевые ванны можно использовать для закалки, закалки или отжига.

Соли для термической обработки
Соль Формула Плавится Макс Действие
Хлорид натрия
Поваренная соль
NaCl 1473.8 ° F
801 ° C
2575,4 ° F
1413 ° C
кипит
Хлорид калия KCl 1418 ° F
770 ° C
2822 ° F
1550 ° C
Сублиматы
Нитрат калия
(Селитра)
КНО 3 633 ° F
334 ° C
752 ° F
400 ° C
Разлагается
Хлорид бария
ТОКСИЧНО!
BaCl? 1765 ° F
963 ° C
2840 ° F
1560 ° C
кипит
фторид магния MgFl? ° F
° C
° F
° C
?

Температура плавления поваренной соли достаточно высока для отжига и закалки углеродистых сталей.

Нитрат калия легче плавится, но имеет узкий рабочий диапазон. Органические вещества, смешанные с нитратами, могут создавать опасные ситуации. Небольшие количества серы могут привести к образованию взрывоопасных смесей, но селитра по-прежнему широко используется для обработки различных металлов. процессы.

Поставщики термообработки продают различные солевые смеси. Некоторые считаются «нейтральными», некоторые науглероживают.

— гуру

Размер кузнечной печи и соляные ванны:

Буду очень признателен за ваш совет по следующим вопросам.Я как раз собираюсь создать свою первую кузницу и верю, что в конечном итоге буду использовать ее для создания относительно крупных предметов, таких как мечи. Мне было интересно, какого размера я должен его сделать и насколько это важно. Я буду делать кузницу, работающую на пропане. Я знаю, что могу обработать меч и нормализовать его с помощью небольшой кузницы, но проблема в термической закалке. Если я просто буду перемещать меч в кузнице вперед и назад (при условии, что у него есть отверстия с обоих концов), будет ли он нагрет достаточно равномерно для закалки? Поверьте, я пытался найти ответ, но нигде не нашел.Я ценю вашу помощь,

Вы нашли суть проблемы с газовыми кузницами. Для разных работ вам нужны разные размеры. При изготовлении мечей вы не можете работать с длинным предметом, потому что, когда он горячий, он опускается и ведет себя как мягкая лапша. Таким образом, ковка выполняется в короткие плавки.

Термическая обработка длинных изделий — настоящая уловка. Когда мечи разложены на коротком огне, они двигаются вперед и назад, как вы подвели. При достаточном нагревании лезвие становится не настолько мягким, чтобы его можно было скользить вперед и назад, опираясь на угли в огне.ТОГДА, когда его вытаскивают из огня, это нужно делать быстрым плавным движением, чтобы оно не провисало при тушении. НАСТОЯЩЕЕ искусство и настоящий балет. Японский кузнец мечников избегал всего этого и закаливал лишь узкую полоску лезвия. Потребность в выпрямлении лезвия после термообработки не является чем-то необычным.

Современные кузнецы, использующие газовые и нефтяные кузницы, используют разные методы. Для горизонтального перемещения используются длинные стойки с опорами через каждые несколько дюймов.Проблема в том, что стеллажи нагреваются. Итак, горячее лезвие перекатывается в холодную стойку.

Метод, используемый многими мастерами-клинками, — это вертикальная печь или вертикальный соляной горшок. В этом методе лезвие подвешивается в печи через отверстие в хвостовике. Печи должны быть спроектированы таким образом, чтобы тепло входило в нижнюю часть и выходило из верхней части, не накапливаясь в одном или другом конце, чтобы не было горячих точек. Солевые сосуды часто используются, потому что жидкая соль циркулирует в тигле и обеспечивает равномерное нагревание.Соляные ванны используются как для закалки, так и для отпуска.

Соль также защищает сталь от окисления. Высокие соляные горшки обычно изготавливаются из трубы из нержавеющей стали и нагреваются в специальной газовой печи. Также применяется контроль температуры (значительная стоимость). Из-за реакционной способности соли я бы порекомендовал встроить в емкость защитную гильзу. Однако многие просто заменяют термопары по мере необходимости. Подойдет поваренная соль, продаются специальные соли, некоторые очень токсичны.

Газовые кузницы ОЧЕНЬ эффективны, если рассчитаны на работу, но очень неэффективны, когда используются для работы, намного меньшей их мощности. Итак, вам понадобится более одной кузницы / печи и, возможно, специальные печи для термообработки.

-guru 6 июня 2004 г.


Криогеника:

Я хотел бы знать, есть ли у вас какие-либо сведения о криогенном отпуске сухим льдом?

Морозильные камеры (от -40 до -50 ° F) и сухой лед (-109.3 ° F) недостаточно холодные

О СУХОМ ЛЕДЕ

Сухой лед имеет температуру поверхности -109,3 ° F (-78,5 ° C). Можно получить сухой лед холоднее, чем этот, но передать этот холод другому объекту сложно. Баня с сухим льдом и ацетоном обычно обеспечивает -78 ° F (-61 ° C), что намного ниже криогенной температуры, необходимой для обработки стали.
Не все стали улучшаются криогенной обработкой. Это также часть полной термообработки, а не замена или простая вторичная обработка.

Сухой лед твердый при -108,76 ° F (-78,2 ° C). Для большинства криогенных обработок требуются более низкие температуры и используется жидкий азот при температуре -328 ° F (-200 ° C). Так что не верьте этим проталкивающим продуктам, обработанным сухим льдом. Возможно, они выбрасывают CO2 в ваши шорты. . .

Со страницы ASM :

Криогеника: край гонщика: Криогенная обработка металлических деталей проводится при температуре ниже 185 ° C (300 ° F). Если все сделано правильно, это вызывает необратимые изменения в материале, которые могут повысить износостойкость.Эта статья посвящена применению в гоночных автомобилях и других транспортных средствах с высокими характеристиками. Роджер Шираделли и Фредерик Дж. Дикман

Криогенная обработка инструментальной стали; Во время криогенной обработки AISI D2 задействованы два механизма: преобразование остаточного аустенита и низкотемпературное кондиционирование мартенсита. Первое приводит к увеличению твердости (и снижению ударной вязкости), а второе повышает износостойкость (и увеличивает ударную вязкость). Вы можете выбрать желаемый результат, правильно подобрав аустенизирующую терапию.

ASM Также продается книга под названием Cryogenics за 36,95 долларов. Я бы начал там.

— гуру — суббота, 19.01.02, 00:03:36 GMT

Заморозка и криогенная обработка стали.

Недавно я видел несколько вопросов по этому поводу и подумал, что добавлю немного к обсуждению. Криогенная обработка или «замораживание» стали жидким азотом стало очень распространенной практикой в ​​промышленности для таких изделий, как режущие инструменты, стволы пистолетов, ножи и т. Д.Если вы поищете его в сети, вы найдете людей, утверждающих, что он может творить чудеса, например, продлевать срок службы колготок. (На самом деле я обнаружил это, проводя исследования для школьного проекта). Основное преимущество использования цикла глубокой заморозки заключается в том, что любой остаточный аустенит в стали превратится в мартенстит.

Справочная информация по быстрой металлургии:

При термической обработке стали повышается ее «температура аустенизации».Кузнецы часто судят об этом по магниту. Затем горячая сталь закаливается, превращая аустенинт в мартенсит. Однако во многих случаях, особенно в случае высоколегированных инструментальных сталей, часть аустенита не превращается в мартенсит, поэтому название сохранилось аустенинтом.
В любом случае, охлаждая сталь значительно ниже комнатной температуры, остаточный аустенит можно превратить в неотпущенный мартенсит, который является очень хрупким. Поэтому за криогенной обработкой должен следовать дополнительный отпуск.По-прежнему существует множество противоречий относительно преимуществ криогенной обработки, потому что инструменты, которые с самого начала подвергаются надлежащей термообработке, имеют очень незначительное увеличение срока службы. Однако инструменты, которые не прошли надлежащую термообработку, часто значительно увеличивают срок службы инструмента. Что касается пользы от использования этого процесса для ножей, то это, вероятно, будет зависеть от материала. Если вы используете высоколегированные инструментальные стали, такие как A, D, M, и нержавеющие стали, это, вероятно, будет целесообразным.Если вы используете простые углеродистые стали и уже получаете хорошую закалку, то особых улучшений вы не увидите. То же самое и с Дамаском — он материально зависим.

Патрик Новак (инженер) 30.01.02

ПРИМЕЧАНИЕ: Проблема не только в том, что каждый сплав должен обрабатываться по-разному, но и в том, что термообработка перед криогенной обработкой часто отличается от нормальной, и постобработка также варьируется. Есть книги с рекомендациями по этой теме, но даже в этом случае вы обнаружите, что не все сплавы были проверены.Если вы хотите обработать какой-либо материал, исследование которого еще не было проведено, ТО вам потребуется полная металлургическая лаборатория или средства для оплаты одного исследования. Поскольку это метод проб и ошибок, тестирование может оказаться очень дорогим. Кто-нибудь может сказать: «Требуется государственный грант».
— гуру — среда, 30.01.02 17:01

416 Нержавеющая сталь

Есть 416 и 416Se. В тип Se добавлен селиний для дальнейшего улучшения обрабатываемости.Считается еще одним типом 410 СС. Может затвердевать до 42HRC или немного выше. Можно закалить.

При термообработке этих сталей требуется защитная атмосфера (вакуум, инертный газ или азот). Медленно нагрейте до 1700–1850 ° F, выдержите до 30 минут, охладите в масле. температура от 400 до 1400 ° F. Криогенная обработка улучшает эту сталь. Закалите (снова) сразу после этого.

— гуру — среда, 30.11.05


Источники и ссылки

  • Таблица цветов Temper anvilfire онлайн-диаграмма
  • Таблица преобразования твердости Таблица преобразования значений твердости металла по шкалам Бринелля в шкалы Роквелла A, B, C.
  • Thermal Light Приложение для iPhone для измерения высоких температур.
  • Часто задаваемые вопросы о свалке стали Использование переработанной стали или стали неизвестного происхождения.
  • Alphabet Soup Что это за аббревиатура?
  • Глоссарий Термины в кузнечном и металлообрабатывающем производстве
  • Knives01 anvilfire 21st Century Page FAQ
  • Наковальни V — испытание наковальни для испытания на отскок, склероскоп Шорса
  • Часто задаваемые вопросы о тушителях с рецептом Super Quench
  • Справочник по металлам ASM , Международное американское общество металлов
  • ASM Heat Treater’s Guide to Ferrous Metals , American Society for Metals International.
  • Tempil — Основное руководство по черной металлургии Диаграмма , подразделение Tempil, Big Three Industries, Inc.
  • РУКОВОДСТВО ПО ОБОРУДОВАНИЮ, Промышленные прессы
  • NEW Edge of the Anvil, Jack Andrews, Skipjack Press.
  • MatWeb.com База данных on-line материалов
  • Веб-страница Timken Latrobe Steels

Закаленные и упрочняемые металлы, пригодные для изготовления брони

Закаленные и упрочняемые металлы, пригодные для изготовления брони [Вернуться к Основная страница брони]


Закаленные и упрочняемые металлы, подходящие для изготовления брони

Последнее изменение: окт.22 февраля 2020 г.

Общие примечания

Примечания относительно пластичности, необходимой для брони

Одно практическое правило, которое я разработал, заключается в том, насколько пластичной должна быть сталь, используемая для полноконтактной брони для боевых видов спорта. По моему мнению, абсолютное минимальное удлинение при разрыве, измеренное в лаборатории, для материала при термической обработке, которую вы используете, должно составлять 10%. Основываясь на результатах, полученных с нержавеющей сталью 4130 и 17-7ph, я бы рекомендовал 11.5% на тело и 13% на шлемы.

Краткий справочник по пределу текучести и пластичности:

Мягкая сталь 29ksi /39% EBB
Нержавеющая сталь 304 42ksi /55% EBB
1050 Углеродистая сталь / C50 / ST50 при Rc39 ~ 150ksi / ??% EBB
4130 / (EN) 25CrMo4 при Rc48 208ksi / 11,5% EBB
65G / ГОСТ 65 (Россия / Украина) ~ 155ksi / ??% EBB
30HGSA / 30KhGSA (Россия / Украина) 192ksi / ??% EBB
Нержавеющая сталь 410 при Rc45 156ksi /12% EBB
Нержавеющая сталь 17-7ph (США) 150ksi / ??% EBB
Full Hard 301 Нержавеющая сталь 140ksi / минимум 9% EBB
17-4ph Нержавеющая сталь (США) 150ksi /11% EBB
Титан — Grade 5 / 6Al-4V (USA) 128ksi /14% EBB (227ksi с поправкой на плотность)
Титан — Grade 2 / «Pure титан »(США) 49ksi /28% EBB (85ksi с поправкой на плотность)
Титан — ОТ-4 (Россия / Украина ne) 99ksi /18% EBB (171ksi с поправкой на плотность)

EBB = Относительное удлинение до разрыва
~ = Я предполагаю предел текучести на основе наиболее похожего материала, который я могу найти. лист данных для.

Типы броневого металла, обычно доступные в США
Низкоуглеродистая сталь
Нержавеющая сталь 304
1050 Углеродистая сталь (закаливаемая)
4130 (Легированная / закаливаемая)
410 Нержавеющая сталь (закаливаемая)
Нержавеющая сталь 17-7ph ( Закаливаемая)
Full Hard Нержавеющая сталь 301 (предварительно закаленная)
Нержавеющая сталь 17-4ph (закаливаемая)
Титан — Grade 5 / 6Al-4V
Титан — Grade 2 / «Чистый титан»

Обычно типы броневых металлов Доступно в Украине / России
Низкоуглеродистая сталь
420 Нержавеющая сталь (закаливаемая)
ST50 (0.50% углеродистая сталь / закаливаемая)
65G (0,65% углеродистая сталь / закаливаемая)
30HGSA (легированная сталь / закаливаемая)

Типы броневого металла, обычно доступные в Индии
Мягкая сталь
Нержавеющая сталь 304
420 Нержавеющая сталь (Закаливаемая)
Предварительно закаленная нержавеющая сталь 202
EN9 (0,50% углеродистой стали / закаливаемая)

Основные базовые металлы

Низкоуглеродистая сталь / 1008
Относительно легко формовать в холодном состоянии, но имеет очень плохая коррозионная стойкость и очень низкий предел текучести.Предел текучести 2% составляет 29 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва 39%.

Нержавеющая сталь 304 / (EN) X2CrNiN18-7
Обладает высокой степенью коррозионной стойкости и примерно на 1/3 более высоким пределом текучести, чем низкоуглеродистая сталь. Сопротивление вмятинам обычно считается таким же, как у мягкой стали, в 1,33 раза превышающей ее толщину, или около двух толщин листового металла.
Предел текучести 2% составляет 42 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва. 55%.

Закаливаемая сталь

1050 Углеродистая сталь / C50 / ST50
В отожженном состоянии ей можно придать форму, напоминающую низкоуглеродистую сталь.Его подвергают термообработке путем нагревания до 1652F / 900C и закалки в воде или масле, а затем отпуска в течение 1 часа. После закалки в воде и отпуска до 752F / 400C полученная твердость составляет Rc37. Похоже, что его сопротивление вмятинам такое же, как у нержавеющей стали 304, примерно в 2,5 раза больше ее толщины.

EN9 / 1055 Углеродистая сталь
EN9 — это прямая углеродистая сталь, которая широко доступна в Индии. В отожженном состоянии он может иметь форму, напоминающую низкоуглеродистую сталь. Его подвергают термообработке путем нагревания до 1652F / 900C и закалки в воде или масле, а затем отпуска в течение 1 часа.После закалки в воде и отпуска до 842F / 450C результирующая твердость составляет Rc38. Похоже, что его сопротивление вмятинам такое же, как у нержавеющей стали 304, примерно в 2,5 раза больше ее толщины.
Я НЕ рекомендую упрочнять 10XX после Rc40.

4130 / (EN) 25CrMo4
На мой взгляд, 4130 выглядит лучшим материалом для брони SCA, BotN и ACL во всех областях, кроме устойчивости к ржавчине. Процесс термообработки для углеродистой стали 4130 гораздо более щадящий, чем для углеродистой стали 1050. Предел текучести и пластичность лучше при более высокой твердости, чем у 1050.
В США 4130 в настоящее время легче купить в небольших количествах, чем 1050. Сварочный присадочный пруток доступен для 4130, но не для 1050.
Жесткость после закалки в воде для 4130 составляет Rc52, для 1050 — Rc62. Результатом этого является то, что случайное падение или удар по пластине 4130, которая не подвергалась закалке, с гораздо меньшей вероятностью приведет к ее растрескиванию. Температура отпуска, подходящая для брони, намного ниже, чем для углеродистой стали 1050. Результатом этого является то, что кухонную духовку с хорошим регулятором температуры можно использовать для темперирования пластин 4130.
Для отверждения 4130 нагрейте его до 1650–1700 ° F в зависимости от того, сколько времени потребуется, чтобы поместить его в резервуар для закалки после того, как вы откроете дверцу печи и закалите его в воде. При закалке при 400 ° F в течение 30 минут кажется, что он устойчив к вмятинам, как и нержавеющая сталь 304, в 2,8–3 раза превышающая ее толщину. В технических паспортах нержавеющей стали 4130 указан 2% -ный предел текучести при этом состоянии, равный 220 фунт / кв.дюйм, с удлинением до разрыва 10%. При отпуске до 500 ° F в течение 30 минут предел текучести 2% при таком отпуске составляет 208 фунтов на квадратный дюйм, с удлинением до разрыва 11.5%. При отпуске до 600 ° F в течение 30 минут предел текучести 2% при таком отпуске составляет 195 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва 13%.
Для брони ACL, кроме шлемов, я рекомендую характер 500F / Rc48. Для шлемов я рекомендую характер 600F / Rc45. Если вы используете духовку для темперирования, температура которой достигает только 550F, этого должно быть хорошо.

65Г / ГОСТ 65 (Россия / Украина)
Я получил изрядное количество незакаленной российской стали 65Г (1065) толщиной 0,8 мм. Глядя на 0.65% углерода, содержащего масло, а не воду, вероятно, будет лучшим выбором для закалочной среды, однако не из других сталей, с которыми я обычно работаю, используя закалку в масле. Я предпочитаю использовать воду для закалки, потому что это то, что у меня было под рукой. Критическая температура закалки для такой прямой углеродистой стали должна составлять около 800 ° C. Чтобы быть уверенным, что тонкие детали достигли полной твердости, я установил в печи температуру 900 ° C, чтобы учесть охлаждение деталей между моментом открытия дверцы печи и погружением деталей в охлаждающую воду.
После закалки детали в воде твердость измеряется в диапазоне Rc57-58. Отпуск в течение 30 минут при 350 ° C привел к твердости Rc49, при 400 ° C — твердости Rc43, а при 450 ° C — твердости Rc37. При фиксации основы в большом количестве пластин бригантина я заметил, что 65G при твердости Rc43 гораздо более хрупкие, чем 1050 при той же твердости. Если закаленные пластины требовали значительного изменения формы, растрескивание слабых мест является серьезной проблемой. Даже при твердости Rc37 65G было намного более хрупким, чем 1050 при Rc43, и значительно более хрупким, чем 4130 при твердости Rc48.
Я рекомендую использовать отпуск при 450 ° C в течение 1 часа для получения твердости Rc37 для стали 65G. Я бы не рекомендовал закалку 65G пройти твердость Rc37.

30ХГСА / 30ХГСА (Россия / Украина)
Этот сплав аналогичен 4130 за исключением того, что он не содержит молибдена. Большая часть приведенной ниже информации основана на переводе исследовательской работы по этой легированной стали под названием «Влияние отпуска на вязкость разрушения стали 30ХГСА», выполненной Т. Головинская и Н.Черняк опубликован в Киеве, Украина в «Пробелмы Прочности» 16 сентября 1974 года.
Рекомендуемая термообработка — нагрев стали до 880 ° С и закалка в масле. В качестве личного примечания я обнаружил, что в зависимости от того, насколько тонка сталь или насколько быстро она закаляется после открытия печи, может потребоваться нагреть ее до 900 ° C или даже 920 ° C для достижения полной твердости. Одночасовое отпускание при 340 ° C должно привести к пределу текучести 192 кси / 1324 МПа. Я обнаружил, что сталь, прошедшая термообработку с помощью этого процесса, имеет твердость Rc43.
Если сравнить 30ХГСА с титаном ОТ-4, обычно используемым в броне в России и Украине, 30ХГСА прочнее на 94% по объему и на 12% по массе. Обратите внимание, что под «прочнее» я конкретно имею в виду предел текучести, который является хорошей мерой того, насколько хорошо металл сопротивляется вмятинам. При этом не учитывается, насколько металл прогибается при ударе оружия. Выбирая толщину легированной стали для использования в броне, вы должны иметь в виду, что даже если броня не повреждена, если владелец ранен, она все равно вышла из строя.
Я рекомендую использовать отпуск в течение 1 часа при 340C для твердости Rc43 для легированной стали 30HGSA.

Закаливаемая нержавеющая сталь

410 Нержавеющая сталь
Коррозионная стойкость намного меньше, чем у нержавеющей стали 304, но намного лучше, чем у мягкой стали или пружинной стали 1050. В отожженном состоянии предел текучести такой же, как у нержавеющей стали 304, но пластичность примерно вдвое меньше, чем у нержавеющей стали 304.
При нагревании до 1850F и закалке на воздухе, а затем отпуске до 400F в течение 2 часов, кажется, что он устойчив к вмятинам так же, как нержавеющая сталь 304 2.В 3 раза больше его толщины. В технических паспортах для нержавеющей стали 410 указан 2% -ный предел текучести при этом состоянии как 156 кси с удлинением до разрыва 12%.
Я рассматриваю этот материал как компромисс между пружинной сталью 1050 и нержавеющей сталью 304. Вы получаете некоторую коррозионную стойкость нержавеющей стали 304 и некоторую устойчивость к вмятинам пружинной стали 1050.
ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО: если вы не закаляете нержавеющую сталь 410 достаточно долго после закалки в воде, она может быть очень хрупкой, при этом сохраняя твердость, которая выглядит нормально, я НЕ рекомендую закалку в воде, она только увеличивает напряжение, которое вы нужно будет разгрузить на этапе закалки.Закалка на воздухе безопаснее и проще. Я не уверен, есть ли смысл в пластинах для закалки в масле, поскольку закалка на воздухе, кажется, работает очень хорошо и приводит пластины к полной твердости.

420A Нержавеющая сталь
Это версия с более высоким содержанием углерода из нержавеющей стали 410 с содержанием углерода 0,15-0,25%. Этот материал, кажется, легко доступен на Украине и в России, но в США он кажется доступным только в том случае, если вы покупаете грузовик за один раз.
Судя по листам данных на этот материал, кажется, что предел текучести 190-195 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва не менее 12%.На бумаге это МОЖЕТ быть хорошим выбором для брони. Некоторые из проблем заключаются в том, что она по-прежнему будет иметь плохую стойкость к ржавчине для чего-то, что классифицируется как нержавеющая сталь, например, с нержавеющей сталью 410, это сталь «закалки на воздухе», поэтому горячая обработка или сварка проблематичны. Еще одна большая проблема в США заключается в том, что большая часть листового металла, продаваемого как нержавеющая сталь 420, на самом деле представляет собой 420B, 420C или 420HC, каждый из которых имеет слишком много углерода для использования в производстве брони.

Нержавеющая сталь 17-7ph (США)
Коррозионная стойкость на уровне нержавеющей стали 301 и близка к нержавеющей стали 304.В отожженном состоянии / состоянии A предел текучести несколько ниже, чем у нержавеющей стали 304, а пластичность несколько ниже, чем у нержавеющей стали 304. По сравнению с отожженной нержавеющей сталью 410 нержавеющая сталь 17-7ph легче подвергается холодной деформации. Благодаря термообработке Th2100 он также устойчив к вмятинам, как и нержавеющая сталь 304 в 2,2 раза больше ее толщины.
Согласно паспорту материалов предел текучести нержавеющей стали 17-7ph в условиях термообработки RH950 на 18% выше, чем в состоянии Th2050.Однако процесс термообработки состояния RH950 является гораздо более техническим, трудоемким и дорогостоящим. На основе партии испытательных пластин из нержавеющей стали 17-7ph, подвергнутых термообработке до состояния RH950, я заметил заметное увеличение хрупкости, но не заметил большой разницы в сопротивлении вмятинам. Обратите внимание, что я измерил твердость испытательных пластин, чтобы убедиться, что процесс термообработки был проведен правильно. Для брони я теперь рекомендую термообработку Th2100. Я видел достаточно отказов брони из нержавеющей стали 17-7ph, подвергнутой термообработке до Th2050, чтобы оправдать это изменение.
Обратите внимание, что для термообработки нержавеющей стали 17-7ph необходима электрическая печь с автоматическим регулятором температуры. Кроме того, из-за продолжительности процесса термообработки нержавеющая сталь 17-7ph намного дороже для коммерческой термической обработки, чем нержавеющая сталь 1050, 4130 или 410. Стоимость листового металла из нержавеющей стали 17-7ph также намного выше, чем из нержавеющей стали 1050, 4130 или 410.

Высокопрочные или предварительно закаленные металлы

Full Hard 301 Нержавеющая сталь
Коррозионная стойкость близка к коррозионной стойкости нержавеющей стали 304.Этому материалу сложно придать форму, поэтому он подходит только для деталей, имеющих только простую кривую или умеренную сложную кривую. Сопротивление вмятинам похоже на сопротивление нержавеющей стали 304, в 1,8–2 раза превышающее ее толщину.

202 Нержавеющая сталь с закалкой до HRC40
201/202 Нержавеющая сталь — это несколько более дешевый вариант нержавеющей стали 301/302. Закаленная сталь 202 обычно доступна в Индии, где закаленная нержавеющая сталь 301/302 там обычно не доступна.Устойчивость к коррозии близка к нержавеющей стали 304. Этому материалу сложно придать форму, поэтому он подходит только для деталей, имеющих только простую кривую или умеренную сложную кривую. Сопротивление вмятинам похоже на сопротивление нержавеющей стали 304, в 1,8–2 раза превышающее ее толщину.
Этот материал упрочняется на сталеплавильном заводе, пропуская его через прокатный стан в холодном состоянии до тех пор, пока он не затвердеет до Rc40. Я не рекомендую использовать нержавеющую сталь 202 с закалкой более HRC42. Если этот материал является горячим, он возвращается в отожженное состояние и не может быть повторно затвердевшим.

17-4ф Нержавеющая сталь
Коррозионная стойкость близка к коррозионной стойкости нержавеющей стали 304. Этому материалу очень сложно придать форму, поэтому его можно использовать только для деталей, которые имеют только простую кривую или небольшую сложную кривую. Перед формованием этот материал необходимо подвергнуть термообработке. Термообработка до h2150 лишь незначительно увеличивает предел текучести, но увеличивает пластичность с 5% относительного удлинения до разрыва до 11%.
301 из полностью твердой нержавеющей стали — это примерно половина цены, когда я проверял.Предел текучести нержавеющей стали 17-4ph при термической обработке, достаточно пластичной для изготовления брони, очень близок к пределу текучести полностью твердой нержавеющей стали 301. Нержавеющая сталь 17-4ph требует термической обработки, а нержавеющая сталь 301 — нет. Я не вижу веских причин выбирать нержавеющую сталь 17-4ph вместо полностью твердой нержавеющей стали 301.

Титан — Grade 5 / 6Al-4V (США)
Этот материал не ржавеет. Предел текучести на единицу объема составляет 128 фунтов / кв. Дюйм / 880 МПа, а плотность — 4.43 г / куб.см / 0,160 фунта / дюйм³. Плотность легированной стали 4130 составляет 7,85 г / куб.см / 0,284 фунта / дюйм³, поэтому она в 1,775 раза тяжелее на единицу объема. Если умножить 1,775 на предел текучести 128 кси, чтобы получить представление о прочности на вес по сравнению с легированной сталью 4130, получится 227 кси / 1565 МПа, что на 9% больше, чем 208 кси / 1434 МПа. Относительное удлинение до разрыва составляет 14%.

Титан — Grade 2 / «Чистый титан» (США)
Материал не ржавеет. Предел текучести на единицу объема составляет 49 фунтов / кв. Дюйм / 340 МПа, а плотность — 4.51 г / куб.см / 0,163 фунта / дюйм³. Плотность легированной стали 4130 составляет 7,85 г / куб.см / 0,284 фунта / дюйм³, поэтому она в 1,742 раза тяжелее на единицу объема. Если умножить 1,742 на предел текучести 49 фунтов на квадратный дюйм, чтобы получить представление о прочности на вес по сравнению с легированной сталью 4130, получится 85 фунтов на квадратный дюйм / 586 МПа, что на 41% меньше, чем 208 фунтов на квадратный дюйм / 1434 МПа. Относительное удлинение до разрыва составляет 28%.

Титан — ОТ-4 (Россия / Украина)
Материал не ржавеет. Предел текучести на единицу объема составляет 99 фунтов / кв. Дюйм / 685 МПа, а плотность — 4.51 г / куб.см / 0,164 фунта / дюйм³. Плотность легированной стали 4130 составляет 7,85 г / куб.см / 0,284 фунта / дюйм³, поэтому она в 1,732 раза тяжелее на единицу объема. Если умножить 1,732 на предел текучести 99 фунтов на квадратный дюйм, чтобы получить представление о прочности на вес по сравнению с легированной сталью 4130, получится 171 фунтов на квадратный дюйм / 1179 МПа, что на 18% меньше, чем 208 фунтов на квадратный дюйм / 1434 МПа.

Фотографии моих печей

[Вернуться на главную страницу брони]

Copyright 2014 Крейг В. Надлер Все права защищены

Закалка — Закалка и отпуск

Отпуск — это процесс термообработки при низких температурах (ниже A1), обычно выполняемый после нейтральной закалки, двойной закалки, атмосферной цементации, нитроцементации или индукционной закалки для достижения желаемого соотношения твердость / вязкость.

Преимущества

Максимальная твердость марки стали, которая достигается закалкой, придает материалу низкую вязкость. Отпуск снижает твердость материала и увеличивает ударную вязкость. Благодаря отпуску вы можете адаптировать свойства материалов (соотношение твердости / вязкости) к конкретному применению.

Применение и материалы

Темперирование можно разделить на три основные группы:

  • Низкотемпературный (160-300 ° C): используется для цементируемых деталей и инструментальных сталей для холодной обработки.Обычно требования к твердости составляют около 60 HRC.
  • Закалка пружинных сталей (300-500 ° C): используется для пружинных сталей или аналогичных применений. Обычно требования к твердости составляют около 45 HRC.
  • Высокотемпературная (500 ° C или выше): используется для закаленной и отпущенной стали, инструментальной стали для горячей обработки и быстрорежущей стали. Твердость будет варьироваться от 300HB до 65HRC в зависимости от материала.

Подробности процесса

Температура отпуска может варьироваться в зависимости от требований и марки стали от 160 ° C до 500 ° C или выше.Закалка обычно выполняется в печах, которые могут быть оборудованы опцией защитного газа. Защитный газ предотвращает окисление поверхности во время процесса и в основном используется при более высоких температурах. Для некоторых типов сталей большое значение имеет время выдержки при температуре отпуска; увеличенное время выдержки будет соответствовать более высокой температуре. В зависимости от марки стали в определенных температурных интервалах может возникать такое явление, как отпускная хрупкость. Обычно следует избегать отпуска в пределах этого температурного интервала.Эти области указаны в каталогах стали поставщиков стали, а также указаны наиболее подходящие температуры в зависимости от требований к твердости.

Выбор материала и процесс — Услуги по закалке пламенем и индукционной закалкой

1045 Углеродистая сталь (0,45% углерода). Наиболее распространенная сталь, используемая для шестерен, пальцев, втулок, шайб и износных пластин. Типичная твердость 45-55HRc

4140 / 709M легированная сталь (0,40% углерода). Прочность сердечника выше, чем у 1045. Используется для тех же элементов, но для более высоконагруженных приложений.Типичная твердость 50-60HRc

4340 легированная сталь (0,40% углерода). Содержание никеля обеспечивает хорошее сочетание твердости и прочности. 4340 используется в приложениях с высокими нагрузками. Более трудно поддается термообработке, чем 1045 или 4140, так как он склонен к образованию трещин при закалке. Типичная твердость 50-60HRc

Легированная сталь EN25 (0,30% углерода). Высокопрочная легированная сталь с высокой прокаливаемостью, ударной вязкостью и сопротивлением усталости. Применяется для шестерен, валов и осей большого сечения.Типичная твердость 45-55HRc

Легированная сталь EN26 (0,40% углерода). EN26 аналогичен EN25, но имеет более высокие уровни твердости и износостойкости. Типичная твердость 55-60HRc

XK1340 углеродистая сталь (0,40% углерода). Используется для аналогичных применений, что и 1045. Содержание марганца обеспечивает улучшенную ударную вязкость по сравнению с аналогичной простой углеродистой сталью. Типичная твердость 45-55HRc

К245 инструментальная сталь (0,65% углерода). Ударопрочная инструментальная сталь с исключительной прочностью, устойчивостью к краям и износостойкостью.Типичная твердость 55-65HRc

Мартенситная нержавеющая сталь (серия 400) и многие другие углеродистые стали, легированные стали, инструментальные стали и чугуны могут успешно подвергаться огневой или индукционной закалке.

Помните, что следует центрировать штифты с обоих концов и оставить обработку любых деталей в зоне термического влияния до их затвердевания. Эти простые действия сэкономят вам время и деньги.

Азотирование стали — это стали, содержащие сильные нитридообразующие элементы алюминия, хрома и молибдена.Азотирование заключается в нагревании детали в атмосфере, содержащей аммиак, примерно до 500 градусов Цельсия. Детали не закалены, что сводит к минимуму искажения. Тонкий и очень жесткий корпус образуется в результате образования нитридов. 4140 — это широко доступная сталь, подходящая для азотирования. Он идеально подходит для небольших сложных деталей, требующих закалки.

Чугун Ковкий чугун, серый чугун и высокопрочный чугун (также называемый SG или чугуном с шаровидным графитом) можно успешно закалить в пламени до уровней твердости 45-60 C по шкале Роквелла в зависимости от состава и микроструктуры чугуна.

Сталь

S45C для использования в конструкции машин JIS G4051

Марка стали

S45C является очень распространенным материалом для конструкционной стали. В этом посте вы можете подробно ознакомиться с техническими характеристиками и характеристиками конструкционной углеродистой стали S45C для машин.

1. Сталь S45C соответствует JIS G4051

Марка стали

S45C — это одна из марок стали в соответствии с JIS G4051. что является стандартной спецификацией углеродистых сталей для использования в конструкции машин. В частности, это стандарт для термообрабатываемых сталей, легированных сталей и сталей с автоматической резкой.

2. Стандартные доступные формы стали S45C JIS

JIS S45C Steel — это сталь средней прочности. Подходит для шпилек валов, шпонок и т. Д. Доступны как катаные, так и нормализованные. Сталь для машиностроения JIS S45C обычно поставляется в виде квадратного прутка, круглого прутка или плоского листа. Сталь JIS S45C отличается превосходной свариваемостью и обрабатываемостью, а сталь S45C может подвергаться различным термообработкам.

3. Эквиваленты стали марки JIS S45C

Существуют некоторые другие стандарты конструкционной стали и марки стали, аналогичные и эквивалентные марке стали JIS S45C, как показано ниже:

4.JIS S45C Свойства стали

Химический состав

Стандартный Оценка С Mn-п. S Si
JIS G4051 S45C 0,42-0,48 0,60–0,90 0,03 0,035 0,15-0,35

Механические свойства стали JIS Spec S45C

  • Плотность (кг / м3) 7700-8030
  • Модуль Юнга (ГПа) 190-210
  • Предел прочности на разрыв (МПа) 569 (стандарт) 686 (закалка, отпуск)
  • Предел текучести (МПа) 343 (стандарт) 490 (закалка, отпуск)
  • Коэффициент Пуассона 0.27-0,30

5. Твердость материала JIS S45C

  • Твердость по Бринеллю (HB) 160-220 (после отжига)

6. Термическая обработка стали JIS S45C

Сталь

JIS Сталь марки S45C применима для соответствующих операций термообработки.

  • Полный отжиг 800-850 ° C
  • Нормализация 840-880 ° C
  • Закалка 820-860 ° C
  • Закалочная среда Вода или масло
  • Закалка 550-660 ° C

Точка плавления

  • Температура плавления S45C составляет ~ 1520 градусов Цельсия

7.Применение стальных материалов JIS S45C

Углеродистая сталь марки

JIS S45C широко используется в машиностроении, обладает хорошими механическими свойствами. Но сталь S45C Grade Steel — это среднеуглеродистая сталь, закаленные характеристики не очень хороши, сталь 45 может быть закалена до HRC42 ~ 46. Так что, если вам нужна твердость поверхности, но вы также надеетесь сыграть сталь 45 # с превосходными механическими свойствами, часто сталь 45 # цементация поверхности, позволяющая получить необходимую твердость поверхности. Сталь JIS S45c в основном используется для различных валов двигателей, автомобильных деталей.

Приветствуем любые запросы на сталь JIS S45C и аналогичные. Мы серьезный и надежный поставщик стали S45C с гарантией качества.

Китай 45 Стальной эквивалент, механические свойства и химический состав

Китай 45 Сталь

Китайский стандарт GB 45 Сталь — это качественная углеродистая конструкционная сталь, обычная холодная пластичность. Отжиг и нормализация немного лучше закалки и отпуска, они обладают высокой прочностью и хорошей обрабатываемостью.Определенная степень прочности, пластичности и износостойкости может быть получена после соответствующей термической обработки. Подходит для водородной сварки и аргонодуговой сварки, не подходит для газовой сварки. Перед сваркой требуется предварительный нагрев, а после сварки следует проводить отжиг для снятия напряжений.

Китай 45 сталь = 45 # сталь = # 45 сталь

Лист данных и спецификации

45 Химический состав стали

Химический состав%
Марка стали С Si Mn P (≤) S (≤) Cr (≤) Ni (≤) Cu (≤)
45 0.42-0,50 0,17-0,37 0,50–0,80 0,035 0,035 0,25 0,30 0,25

# 45 Механические свойства стали

  • Размер образца: 25 мм
  • Предел прочности на разрыв: ≥600 МПа (Н / мм2)
  • Предел текучести: ≥355 МПа
  • Удлинение: ≥16%
  • Скорость уменьшения площади: ≥40%
  • Энергия поглощения удара: 39 Дж
  • Твердость в состоянии поставки материала: ≤229HB; ≤197HB (отжиг)

Свойства и применение

Сталь

45 — распространенный материал для деталей вала.После закалки и отпуска (или нормализации) он может получить лучшие характеристики резания и высокую механическую прочность, такую ​​как высокая прочность и ударная вязкость. Твердость поверхности после закалки может достигать 45-52 HRC.

Материал

# 45 широко используется в механическом производстве и производстве высокопрочных движущихся частей, таких как рабочие колеса турбин, поршни компрессоров, валы, шестерни, стойки, стальная проволока и тросы.

Сталь

40Cr и другие легированные стали подходят для деталей валов со средней точностью и высокой скоростью.Эти стали обладают хорошими комплексными механическими свойствами после закалки и закалки.

Эквивалент

Сталь 45 # эквивалентна US AISI SAE ASTM, европейскому стандарту EN (Германия DIN EN, UK BS EN, Франция NF EN), японскому стандарту JIS и ISO.

Эквивалент
(для справки)
Китай США Европейский Япония ISO
Стандартный Оценка Стандартный Оценка Стандартный Название стали (Номер стали) Стандартный Оценка Стандартный Оценка
ГБ / т 699 45 AISI SAE, ASTM A29M 1045 сталь EN 10083-2 C45 (1.0503) JIS G4051 S45C C45

Теги: Китай 45 сталь , # 45 сталь , 45 # сталь

Термическая обработка углеродистых и легированных сталей

При выборе материала для конструкции зубчатой ​​передачи наиболее важным решением является легкость обработки по сравнению с долговечностью материала. Большинство дизайнеров при выборе материала обращают внимание только на максимальную прочность на изгиб.Однако это касается только разрушения шестерни при сдвиге. Более важным для долговечности зубчатой ​​передачи является долговечность поверхности материала. Прочность поверхности шестерни следует рассматривать с точки зрения срока ее службы. Долговечность поверхности определяет количество циклов, в течение которых шестерня может оставаться в рабочем состоянии при определенной нагрузке, с надлежащей смазкой и минимальными вибрациями. Если нагрузка будет превышена, то срок службы сократится. Если за смазкой не ухаживать должным образом, срок ее службы сократится.Долговечность поверхности обычно влияет на шестерню в системе с наименьшим количеством зубьев, поскольку эта шестерня задействуется чаще, чем другие. Чтобы увеличить долговечность поверхности, необходимо применить соответствующий процесс термообработки, чтобы продлить срок службы этой шестерни.

Термическая обработка — это процесс, который контролирует нагрев и охлаждение материала, который выполняется для получения требуемых структурных свойств металлов. Способы нагрева включают нормализацию, отжиг, закалку, отпуск и поверхностную закалку.

Термическая обработка выполняется для улучшения свойств стали, так как твердость материала увеличивается при применении последовательных термообработок. Это приводит к увеличению прочности зубчатого колеса вместе с ним, поскольку резко возрастает поверхностная прочность зуба. Как показано в таблице 1, термическая обработка различается в зависимости от количества углерода (C), содержащегося в стали.

Таблица 1

Ниже приведены некоторые из различных методов термообработки стали:

Нормализация — это процесс термообработки, применяемый к микроструктуре мелких кристаллов стали для унификации их общей структуры.Эта обработка выполняется для снятия внутренних напряжений или устранения противоречивой волокнистой структуры, которая возникла в процессе формования.

Отжиг — это процесс термообработки, применяемый для размягчения стали, корректировки кристаллической структуры, снятия внутреннего напряжения и модификации материала для холодной обработки и резки. В зависимости от области применения существует несколько типов отжига, например полный отжиг, разупрочнение, снятие напряжений, выпрямляющий отжиг и промежуточный отжиг.

  • Полный отжиг — это отжиг, используемый для снятия внутренних напряжений без изменения структуры.
  • Выпрямляющий отжиг — это отжиг, используемый для фиксации деформаций, которые произошли в стали. Это достигается за счет приложения нагрузки во время нагрева.
  • Промежуточный отжиг — это отжиг, который применяется в процессе холодной обработки и применяется для смягчения закаленного материала, чтобы облегчить следующий процесс.

Закалка — это процесс термообработки стали, при котором быстрое охлаждение применяется после нагрева при высокой температуре.В зависимости от условий охлаждения существует несколько видов закалки: закалка в воде, закалка в масле и закалка в вакууме. После закалки обязательно провести отпуск.

Закалка — это процесс термообработки, при котором охлаждение применяется с надлежащей скоростью. После процесса закалки материал снова нагревают, а затем проводят отпуск. После закалки необходимо проводить отпуск. Закалка применяется для регулирования твердости, увеличения прочности и снятия внутреннего напряжения.Существует два типа отпуска: один — это высокотемпературный отпуск, а другой — низкотемпературный. Применение отпуска при более высокой температуре позволяет получить большую ударную вязкость, хотя твердость уменьшается. Для термического рафинирования проводится высокотемпературный отпуск. Для индукционной закалки или науглероживания необходимый отпуск, выполняемый после поверхностной закалки, — это низкотемпературный отпуск.

Thermal Refing — это процесс термообработки, применяемый для регулирования твердости, прочности и ударной вязкости стали.Эта обработка включает в себя закалку и высокотемпературный отпуск в сочетании. После выполнения термического рафинирования твердость регулируется с помощью этих обработок, чтобы улучшить обрабатываемые свойства металла.

Целевая твердость для термического рафинирования:

  • JIS S45C / AISI 1045 (Углеродистая сталь для использования в конструкции машин) 200 — 270 HB
  • JIS SCM440 / AISI 4140 (легированная сталь для использования в конструкции машин) 230 — 270 HB

Науглероживание — это процесс термообработки, выполняемый специально для упрочнения поверхности материала, в котором присутствует углерод и проникает через поверхность.Поверхность низкоуглеродистой стали может быть науглерожена (подвергаться проникновению углерода под действием тепла и давления), в результате чего на внешней поверхности образуется слой с высоким содержанием углерода. Этот процесс требует закалки. После закалки применяется низкотемпературный отпуск для регулирования твердости. Не только поверхность, но и внутренняя структура материала также до некоторой степени упрочнены из-за науглероживания, однако он не такой твердый, как поверхность. Если на часть поверхности нанести маскирующий агент, предотвращается проникновение углерода и твердость не изменяется.Целевая твердость на поверхности и глубина закалки:

  • Твердость закалки 55-63 HRC
  • Эффективная глубина закалки 0,3 — 1,2 мм

Шестерни деформируются из-за науглероживания, и из-за этого всегда снижается класс точности шестерни. После науглероживания рекомендуется выполнять шлифовку зубьев и других критических поверхностей, чтобы повысить точность.

Индукционная закалка — это процесс термообработки, выполняемый для упрочнения поверхности шестерни путем индукционного нагрева стали с минимальным составом 0.3 процента углерода. В этом процессе индукционная катушка размещается вокруг шестерни, и через нее пропускается ток. Этот электрический ток быстро нагревает сталь с последующей закалкой. Для зубчатых передач индукционная закалка эффективна для упрочнения участков зуба, включая поверхность зуба и вершину, однако в некоторых случаях корень может не закалиться. Как правило, точность зубчатого колеса снижается из-за деформаций, вызванных индукционной закалкой. При индукционной закалке шестерен S45C эффективная твердость и глубина составляют:

  • Твердость закалки 45-55 HRC
  • Эффективная глубина закалки 1-2 мм

Закалка пламенем — это еще одна закалка поверхности, которая выполняется путем нанесения пламени непосредственно на сталь.Эта обработка обычно выполняется на поверхности для частичного упрочнения, поскольку трудно поддерживать надлежащий уровень нагрева и продолжительность для достижения однородной твердости на широкой части шестерен.

Азотирование — это процесс термообработки, выполняемый для упрочнения шестерни путем введения азота на поверхность стали. Если стальной сплав включает алюминий, хром и молибден, это улучшает азотирование и может быть получена желаемая твердость. Это термообработка, при которой весь стальной материал нагревается до сердцевины, а затем быстро охлаждается, при этом не только поверхность, но и сердцевина упрочняются.

Лазерная закалка — это относительно новый процесс термической обработки поверхности. Материал подвергается воздействию лазера мощностью 4 кВт с лучом 40 мм мрад. Этот процесс позволяет достичь твердости 55-65 HRC на глубине 0,3-0,8 мм. Одним из преимуществ лазерной обработки является то, что прочность на изгиб остается неизменной, в отличие от индукционной закалки, которая снижает прочность на изгиб в среднем на 10 процентов. Лазерная обработка может увеличить прочность поверхности в 2,2 раза, тогда как индукционная закалка увеличивается в 2 раза.5-2,6x. Благодаря короткой продолжительности воздействия тепла и отсутствию необходимости в закалке этот метод сводит к минимуму искажения. При параллельном сравнении стойка длиной один метр увеличилась на 0,233 мм при индукционной закалке. Однако при лазерной закалке длина той же стойки увеличилась всего на 0,019 мм.

Каждый из этих методов термообработки определяет твердость поверхности, подходящую для выбранного материала и расчетного срока службы. Выбор материала, стоимость и дополнительные операции будут вашим руководством к правильному выбору.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *