Твердость стали 45 после закалки: Страница не найдена — Портал о ломе, отходах и экологии

Содержание

Закалка стали 45: суть технологии, используемые температуры

Особенности закалки стали 45: цель проведения, область применения изделий, прошедших термообработку. Этапы технологии, способы нагрева, среды охлаждения. Особенности нагрева токами высокой частоты. Температурные режимы.

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

ПОСМОТРЕТЬ Индукционный нагреватель для закаливания стали на AliExpress →

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.

Твердость стали 45 # после закалки и отпуска

Твердость стали 45 # после закалки и отпуска

Твердость закаленных и отпущенных деталей из стали 45 # после закалки должна достигать HRC56 ~ 59, а вероятность большого поперечного сечения ниже, но не может быть ниже HRC48.

Закаленный и отпущенный 45 # сталь Сталь 45 # – это среднеуглеродистая конструкционная сталь с хорошей обрабатываемостью в холодном и горячем состоянии, хорошими механическими свойствами, низкой ценой и широким ассортиментом, поэтому она широко используется. Его самая большая слабость в том, что он имеет низкую закаливаемость, большие размеры поперечного сечения и высокие требования к заготовкам, которые не подходят для использования.

к

Температура закалки стали 45 # составляет A3 + (30 ~ 50) ℃. При реальной эксплуатации обычно берется верхний предел. Более высокая температура закалки может ускорить нагрев детали, уменьшить окисление поверхности и повысить эффективность работы. Для гомогенизации аустенита детали требуется достаточное время выдержки. Если фактическое количество установленной печи велико, время выдержки необходимо соответственно увеличить. В противном случае может быть недостаточная жесткость из-за неравномерного нагрева. Однако, если время выдержки слишком велико, также могут произойти крупные зерна и серьезное окислительное обезуглероживание.

к

Закалка и отпуск: закалка и отпуск – это двойная термообработка, состоящая из закалки и высокотемпературного отпуска, и ее цель – придать заготовке хорошие комплексные механические свойства. Закаленная и отпущенная сталь делится на две категории: углеродистая закаленная и отпущенная сталь и легированная закаленная и отпущенная сталь. Независимо от того, углеродистая это сталь или легированная сталь, содержание углерода в ней строго контролируется. Если содержание углерода слишком велико, прочность заготовки после закалки и отпуска будет высокой, но ударной вязкости недостаточно. Если содержание углерода слишком низкое, ударная вязкость увеличится, а прочность будет недостаточной.

Сталь 45 — характеристика, химический состав, свойства, твердость

Доска объявлений

Сталь 45 — характеристика, химический состав, свойства, твердость

Сталь 45

Общие сведения

Заменитель

стали: 40Х, 50, 50Г2

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78. Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74. Лист тонкий ГОСТ 16523-70. Лента ГОСТ 2284-79. Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70. Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71. Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 21729-78.

Назначение

Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностнй термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Химический состав

Химический элемент

%

Кремний (Si)0.17-0.37
Медь (Cu), не более0.25
Мышьяк (As), не более0.08
Марганец (Mn)0.50-0.80
Никель (Ni), не более0.25
Фосфор (P), не более0.035
Хром (Cr), не более0.25
Сера (S), не более0.04

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °Cs0,2, МПаsB, МПаd5, %d, %y, %KCU, Дж/м2

Нормализация

200 340 690  10 36 64 
300 255 710  22 44 66 
400 225 560  21 65 55 
500 175 370  23 67 39 
600 78 215  33 90 59 

Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.

700 140 170 43  96  
800 64 110 58  98  
900 54 76 62  100  
1000 34 50 72  100  
1100 22 34 81  100  
1200 15 27 90  100  

Механические свойства проката

Термообработка, состояние поставкиСечение, ммsB, МПаd5, %d4, %y, %
Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 25 600 16  40 
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки  640  30 
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига  <590   40 
Листы нормализованные и горячекатаные  80 590 18   
Полосы нормализованные или горячекатаные  6-25 600 16  40 
Лист горячекатаный <2 550-690  14  
Лист горячекатаный 2-3,9 550-690  15  
Лист холоднокатаный <2 550-690  15  
Лист холоднокатаный 2-3,9 550-690  16  

Механические свойства поковок

Сечение, ммs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %HB

Нормализация

100-300 245 470 19 42 143-179 
300-500 245 470 17 35 143-179 
500-800 245 470 15 30 143-179 
<100 275 530 20 44 156-197 
100-300 275 530 17 34 156-197 

Закалка. Отпуск

300-500 275 530 15 29 156-197 

Нормализация. Закалка. Отпуск.

<100 315 570 17 39 167-207 
100-300 315 570 14 34 167-207 
300-500 315 570 12 29 167-207 
<100 345 590 18 59 174-217 
100-300 345 590 17 54 174-217 
<100 395 620 17 59 187-229 

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °Сs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %KCU, Дж/м2HB

Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм

450 830 980 10 40 59  
500 730 830 12 45 78  
550 640 780 16 50 98  
600 590 730 25 55 118  

Закалка 840 °С, вода. Диаметр заготовки 60 мм

400 520-590 730-840 12-14 46-50 50-70 202-234 
500 470-520 680-770 14-16 52-58 60-90 185-210 
600 410-440 610-680 18-20 61-64 90-120 168-190 

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, ммs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %KCU, Дж/м2

Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок.

15 640 780 16 50 98 
30 540 730 15 45 78 
75 440 690 14 40 59 
100 440 690 13 40 49 

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость
Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и sB = 640 МПа Ku тв.спл. = 1, Ku б.ст. = 1.
Склонность к отпускной способности
Не склонна.
Флокеночувствительность
Малочувствительна.

Температура критических точек

Критическая точка

°С

Ac1

730

Ac3

755

Ar3

690

Ar1

780

Mn

350

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка

+20

-20

-40

-60

Пруток диаметром 25 мм. Горячекатаное состояние.

14-15

10-14

5-14

3-8

Пруток диаметром 25 мм. Отжиг

42-47

27-34

27-31

13

Пруток диаметром 25 мм. Нормализация

49-52

37-42

33-37

29

Пруток диаметром 25 мм. Закалка. Отпуск

110-123

72-88

36-95

31-63

Пруток диаметром 120 мм. Горячекатаное состояние

42-47

24-26

15-33

12

Пруток диаметром 120 мм. Отжиг

47-52

32

17-33

9

Пруток диаметром 120 мм. Нормализация

76-80

45-55

49-56

47

Пруток диаметром 120 мм. Закалка. Отпуск

112-164

81

80

70

Предел выносливости

s-1, МПа

t-1, МПа

sB, МПа

s0,2, МПа

 245

 157

 590

 310

 421

 

 880

 680

 231

 

 520

 270

 331

 

 660

 480

Прокаливаемость

Твердость для полос прокаливаемости HRCэ (HRB).

Расстояние от торца, мм / HRC э

 1.5

 3

 4.5

 6

 7.5

 9

 12

 16.5

 24

 30

 50.5-59

 41.5-57

 29-54

 25-42.5

 23-36.5

 22-33

 20-31

 (92)-29

 (88)-26

 (86)-24

Термообработка

Кол-во мартенсита, %

Крит.диам. в воде, мм

Крит.диам. в масле, мм

Закалка 

50 

15-35 

6-12 

Физические свойства

Температура испытания, °С

20 

100 

200 

300 

400 

500 

600 

700 

800 

900 

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

200 

201 

193 

190 

172 

 

 

 

 

 

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

78 

 

 

69 

 

59 

 

 

 

 

Плотность, pn, кг/см3

7826 

7799 

7769 

7735 

7698 

7662 

7625 

7587 

7595 

 

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

 

48 

47 

44 

41 

39 

36 

31 

27 

26 

Температура испытания, °С

20- 100 

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

20- 800 

20- 900 

20- 1000 

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

11.9 

12.7 

13.4 

14.1 

14.6 

14.9 

15.2 

 

 

 

Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))

473 

498 

515 

536 

583 

578 

611 

720 

708 

 

 

[ Назад ]

Марка стали 45. Назначение — Студопедия


Углеродистая качественная сталь с содержанием углерода 0,45 %

Химический состав

Химический элемент %
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Мышьяк (As), не более 0.08
Марганец (Mn) 0.50-0.80
Никель (Ni), не более 0.25
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr), не более 0.25
Сера (S), не более 0.04

Назначение:

Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхности термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

2.2. Температура полного и неполного отжига по диаграмме Fe-Fe3C. Температура полной и неполной закалки. Нормализация стали.

Отжиг – термическая обработка, при которой сталь нагревается выше Ас3(или только выше Ас1 – неполный отжиг) с последующим, медленным охлаждением. Нагрев выше Ас3 обеспечивает полную перекристаллизацию стали. Медленное охлаждение при отжиге. Обязательно должно привести к распаду аустенита и превращению его в перлитные структуры. Нормализация есть разновидность отжига, при нормализации охлаждение проводят на спокойном воздухе, что создает несколько более быстрое охлаждение, чем при обычном отжиге. И в случае нормализации превращение должно произойти в верхнем районе температур с образованием перлита, но при несколько большем переохлаждении, что определяет некоторое различие свойств отожженной и нормализованной стали.

Отжиг и нормализация обычно являются первоначальными операциями термической обработки, цель которых – либо устранить некоторые дефекты предыдущих операций горячей обработки (литья, ковки и т. д.), либо подготовить структуру к последующим технологическим операциям (например, обработке резанием, закалке). Однако довольно часто отжиг, и особенно нормализация, являются окончательной термической обработкой. Это бывает тогда, когда после отжига или нормализации получаются удовлетворительные с точки зрения эксплуатации детали свойства и не требуется их дальнейшее улучшение с помощью закалки и отпуска.

Основные цели отжига: перекристаллизация стали и устранение внутренних напряжений или исправление структуры.

Для доэвтектоидной стали в основном применяют полный отжиг. При таком отжиге происходит полная смена структуры стали, что позволяет устранить все дефекты, вызванные холодной деформацией, сваркой, резкой и так далее.

Полный отжиг

Ф + П. В результате получается максимально возможная пластичность, минимальная твердость и прочность и полное снятие внутренних напряжений. Если внутренние направления не имеют значения то после охлаждения с печью до 5000, дальнейшее охлаждение можно вести на воздухе. Полный отжиг применяют для устранения дефектов структуры, вызванных литьем, холодной деформацией, сваркой.®Производится с нагревом стали до температуры, превышающей точку А3 с последующим медленным охлаждением вместе с речью. Медленное охлаждение вызывает полное равновесное превращение А


Основной недостаток полного отжига – это его большая продолжительность, возможная неравномерность зеренного строения в центре и на поверхности крупногабаритных изделий, вызванная неодинаковой скоростью охлаждения.

Полный отжиг

Неполный отжиг

Для того, чтобы обеспечить закалку сталей на мартенсит необходимо быстро охлаждать её в области перлитного превращения. Но если с такой же скоростью охлаждать её и дальше в области мартенситного превращения, то в детали возникают резкие закалочные напряжения. Поэтому желательно проводить охлаждение в области мартенситного превращения по возможности медленнее, но среды с переменной скоростью охлаждения не существует и поэтому для разных деталей применяют различные способы охлаждения, чтобы получить закаленное состояние с минимум уровнем внутренних напряжений.

1. Охлаждение в одном охладителе (воде, масле). Недостаток – очень резкие внутренние напряжения. Чтобы их уменьшить применяют второй способ закалки.

2. Закалка в двух средах (из воды в масло). По этому способу в начале деталь охлаждают в воде, до температуры ниже перлитного превращения, а затем перебрасывают до окончательного охлаждения в масло. Этот способ сложен и требует высокой квалификации рабочих, от которых требуется выдерживать деталь определенное количество времени в воде. Если выдержка будет мала, то при дальнейшем охлаждении попадаем в перлитное превращение, и закалки не будет, а если выдержка слишком большая, то в деталях возникают большие внутренние напряжения.


3. Ступенчатая закалка. При ступенчатой закалке нагретую деталь охлаждают быстро до заданной температуре в специально горячей среде, в качестве которой используются расплавы металлов или солей. Время выдержки в горячей среде определяются маркой стали и может быть четко определено по секундомеру, после этого идет окончание охлаждение в воде или масле. Выдержка в горячей среде позволяет выровнять температуру по всему сечению деталей, поэтому при окончательном охлаждении в воде, или масле превращение аустенита в мартенсит идет одновременно по всему объему детали, что позволяет резко снизить уровень внутренних напряжений. Такой способ закалки применяют для крупногабаритных деталей сложной формы, чтобы до минимума снизить искажение формы.

4. Изотермическая закалка. Этот способ применяется для крупногабаритных деталей, которые нельзя охлаждать очень быстро, из-за опасности разрушения. При изотермической закалке нагретые детали помещают в горячую среду, нагретую до заданной температурой 350-400 градусов, в которой выдерживают до полного прохождения превращения аустенита в троостит или бейнит. После полного превращения деталь обычно охлаждается на воздухе. Дополнительного отпуска после такой закалке не требуется. Температура окружающей среды выбирается термообработкой, чтобы получить в детали структуру, обеспечивающую заданную твердость.

5. Закалка с обработкой холодом. При закалке высокоуглеродистых сталей, содержащих никель, молибден, вольфрам даже после полного охлаждения до нормальной температуры превращение аустенита в мартенсит проходит не полностью. Остаточный аустенит имеет невысокую твердость и поэтому твердость детали после закалки будет недостаточной. Для устранения остаточного аустенита закаленные детали дополнительно охлаждают в области отрицательных температур 70-80 градусов, парами углекислоты или жидкого азота. Дополнительное охлаждение вызывает переход остаточного аустенита в мартенсит и твердость закаленной стали повышается.

6. Закалка с самоотпуском. Этот способ закалки применятся для деталей, которые должны иметь различную твердость в различных местах. Чтобы получить переменную твердость, нагретую деталь помещают в охлажденную среду только рабочей поверхностью, оставляя хвостовик над поверхностью охлаждающей среды. После полного охлаждения поверхности деталь извлекают из охлаждающей среды и за счет тепла, сохранившегося в хвостовой части, происходит разогрев рабочей поверхности и ее отпуск. Температуру разогрева поверхности контролируют по цветам побежалости.

В зависимости от температуры нагрева закалка бывает полной и неполной. При полной закалке сталь нагревают выше точки Ас3. Полная закалка применяется для доэвтектоидной стали. В этом случае при нагреве выше точки Ас3 сталь имеет полностью аустенитную структуру и после резкого охлаждения имеет полностью мартенситную структуру. При неполной закалке полного превращения не будет, и оставшийся в структуре феррит не даст получить высокой твердости и прочности. Поэтому в доэвтектоидной стали неполную закалку не применяют.

Полная закалка 830-850 0С

Нормализация стали

Отпуск стали.

Состояние закаленных деталей отличаются очень сильной неравновесностью структуры. Это обусловлено повышенной концентрацией углерода в твердом растворе, высокой плотностью дефектов кристаллического строения, а также внутренними напряжениями, строениями и термическими. Из-за этого закаленная сталь хотя и обладают высокой прочностью и твердостью, одновременно с этим имеет практически нулевой запас вязкости. Ударные нагрузки могут вызвать быстрое разрушение деталей. Кроме того, переход неравновесной структуры закаленной стали в более стабильную может происходить с течением времени самопроизвольно под воздействием окружающей температуры или внешних нагрузок. Этот переход сопротивляется изменением объёма и поэтому такая ситуация недопустима для высокоточных деталей или для измерительного инструмента. Поэтому всегда закаливание детали подвергается дополнительной термообработке – отпуску.

Различают 3 вида отпуска по температуре: низкий, средний и высокий.

Низкий отпуск 150-220 градусов

Средний отпуск 350-450 градусов

Высокий отпуск 550-650 градусов

Низкий отпуск применяется для деталей, которые должны иметь высокую твердость и прочность. При низком отпуске мартенсит закалки превращается в мартенсит отпуска. Мартенсит отпуска отличается от мартенсита закалки отсутствием внутренних напряжений за счет выделения из него избытка углеводорода в виде мельчайших карбидов. Твердость мартенсита отпуска такая же или немного больше, чем у мартенсита закалки (58 – 62 HRC).

Средний отпуск проводится для деталей, в которых требуется максимальный предел упругости. При температурах среднего отпуска происходит распад остаточного аустенита в мартенсит, и затем переход мартенсита в троостит. Троостит представляет собой игольчатую структуру феррита, вдоль игл которого расположены выделившиеся из твердого раствора мелкие карбиды. Такая структура обладает малым запасом вязкости, но зато высоким пределом упругости. Поэтому такой вид отпуска применяют для изготовления упругих деталей машин. Твердость 40 – 45НRС и очень маленькая ударная вязкость.

Высокий отпуск применяется для деталей, в которых необходимо сочетание высокой ударной вязкости и достаточной прочности – это детали машин, работающие с ударными и знакопеременными нагрузками. При этом образуется сорбит. Сорбит представляет собой зёрна феррита с огромным количеством точечных и округлых выделений карбидов, равномерно распределенных по объему стали. Твердость 20 –25 НRС.

Сочетание полной закалки и высокого отпуска называется термическим улучшением стали. Такой термообработке обычно подвергают стали содержащие 0,3 = 0,6 %С. Поэтому такие стали часто называют улучшаемыми.

Выбор того или иного вида отпуска зависит от назначения детали. Если деталь должна обладать максимальной твердостью и износостойкостью, то соответственно твердость поверхности должна быть максимальной и для такой детали всегда применяют закалку с низким отпуском. Если же на первое место по техническим условиям выходит максимальная вязкость, то применяют закалку с высоким отпуском. Средний отпуск в большинстве случаев используют при изготовлении пружины. В некоторых случаях при быстром охлаждении деталей после горячей деформации возникает эффект увеличения твердости за счет получения неравновесных структур типа троостит или бейнит. Такая сталь с трудом поддается обработке резанием, поэтому для снижения твердости её подвергают высокому отпуску при температуре 600-700 С с медленным охлаждением. Чаще всего это высокоуглеродистая сталь или сталь, содержащая легирующие элементы.

Понимание Роквелла | AGRussell.com

Что такое Роквелл?

Когда вы смотрите на ножи, вы часто видите в спецификации номер с буквой «RC» после него. Это число представляет рейтинг Роквелла. Рейтинг Роквелла — это шкала, которая используется для измерения твердости материала. Примером может служить нержавеющая сталь AUS-8, которая обычно 57-59 Rc. Испытание на твердость по Роквеллу является отраслевым стандартом для ножей. Когда указан диапазон, это означает, что любые изменения, происходящие в процессе закалки, будут попадать в этот диапазон.Диапазон никогда не должен быть больше двух в условиях надежного контроля качества. Испытание практически не повреждает испытуемый материал и предоставляет важную информацию о твердости и долговечности стали. Не буду вдаваться в историю шкалы Роквелла, так как ее легко узнать по Википедии.

 

Что означает RC?

 

 

 

Существуют различные шкалы твердости Роквелла.Важной шкалой для ножевой стали является шкала твердости Роквелла C, часто обозначаемая как HRC, которая далее сокращается до просто Rc.

 

 

 

 
Как проводится тест?

Это испытание проводится путем измерения глубины проникновения индентора с алмазным наконечником под большой нагрузкой по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении.

Это видео на YouTube от Materials Science 2000 дает отличное объяснение теста на твердость по Роквеллу: 

 

 

Что означают цифры на практике?

Теперь мы подходим к сути дела.Этот вопрос несколько сложен, так как самый точный ответ: это зависит. Но я постараюсь дать несколько хороших эмпирических правил.

Одна и та же сталь может быть закалена (или отпущена) как до низкого, так и до высокого номера. Однако у большинства сталей есть диапазон, в котором они работают лучше всего. Посмотрите на мою диаграмму стали, чтобы увидеть, в каких диапазонах конкретная сталь обычно работает лучше всего.

Чем выше число, тем тверже сталь. Чем тверже сталь, тем лучше она будет удерживать режущую кромку.Чем лучше удержание лезвия, тем реже вам придется его затачивать. С другой стороны, чем тверже сталь, тем она обычно более хрупкая. Итак, все сводится к предпочтениям и использованию лезвия. Как часто вы готовы его затачивать и для чего вы хотите его использовать (нарезка, шинковка и т. д.).

Многие судят о качестве стали по числу Роквелла, считая, что более высокие числа указывают на более высокое качество стали. Иногда это так, но это не всегда то, что вам нужно, как я объясню в разделе «Мягкие стали» ниже.

Ниже приведена таблица, показывающая приблизительные числа Роквелла, которые можно ожидать для различных типов лезвий. Эта диаграмма ни в коем случае не является жестким и быстрым правилом, а просто примером типичных чисел, которые вы можете ожидать.

Мягкая сталь

Некоторые пользователи предпочитают более мягкую сталь твердостью 54-56 HRC. Более мягкие стали чаще требуют заточки, но заточить их намного легче, чем более твердые стали. Они также менее склонны к сколу. Край, скорее всего, перевернется, а не отколется, что гораздо проще исправить, чем отколотое лезвие.

 

 
Жесткие ударные лезвия

Ударопрочные лезвия, такие как мачете Онтарио (на фото), более крупные ножи, топоры и другие мачете часто используют более мягкую сталь. Эти большие лезвия используются в более тяжелых условиях, чем маленькие ножи для повседневного ношения, и должны выдерживать большую грубую силу без поломок и сколов. Твердый ударный инструмент обычно находится в диапазоне 52-55 Rc. Такой ударный инструмент должен найти баланс между толщиной и твердостью стали.

 

Метательные ножи

Другим орудием, в котором используются более мягкие стали, являются метательные ножи (и метательные топоры). На фото метательный нож Boker Bailey Ziel. Это лезвия Parens, или Spring Tempered. Метательные ножи воспринимают большую силу при ударе, и сталь должна быть в состоянии поглотить всю силу, не разбиваясь, поэтому они обычно находятся в диапазоне от 45 до 47 Rc. Края метательного ножа никогда не должны быть острыми. Покупая метательный нож, убедитесь, что он предназначен для метания.Ножи из закаленной стали опасно бросать, потому что они могут расколоться, расколоться или сломаться при сильном ударе.

 

Более твердая сталь

Премиальные стали имеют твердость от 59 до 66 HRC. По мере развития современной металлургии вполне возможно, что эти цифры могут возрасти. Как правило, хороший карманный нож для повседневного использования имеет твердость около 57-59 HRC. Вы будете совершенно счастливы с такой твердой сталью. Мы добились больших успехов в закалке 8Cr13MoV до диапазона 57-59, и он работает превосходно.Когда вы начинаете приобретать стали с твердостью выше 59 HRC, вы, скорее всего, покупаете сталь премиум-класса.

Вам нужна сталь премиум-класса? Обычно ответ отрицательный. Если вам просто нужен нож для ношения и использования, то вам не нужна сталь премиум-класса. Конечно, если вы читаете эту статью, вы хотите узнать больше о ножах и, возможно, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО хотите узнать о более высоких сортах стали. Металлургия постоянно развивается и выводит стали на совершенно новый уровень. В настоящее время порошковые стали могут иметь настолько высокие числа Роквелла, что для создания отпечатков на стали требуются керамические и алмазные точилки.

Большинство премиальных сталей относятся к диапазону 59-64 Rc. Когда вы попадаете в эти диапазоны Роквелла, в этот момент вы почти достигаете оптимальной твердости, и дальнейшее продвижение сделает сталь хрупкой. Итак, после достижения этих высоких показателей по Роквеллу большинство металлургов начинают сосредотачиваться на улучшении других важных свойств ножей. Есть много других переменных, с которыми стали должны бороться, чтобы быть отличными, такими как затачиваемость (насколько легко точить), удержание края, долговечность, доступность и стойкость к ржавчине, и это лишь некоторые из них.Некоторые примеры фантастических сталей премиум-класса: VG-10, CPM-S30V (и варианты), CPM-S110V, 154CM, ZDP-189, M390 и ELMAX, и это лишь некоторые из них.

Некоторые из этих сталей претендуют на звание самых универсальных. Некоторые лучше в определенных свойствах, чем другие. Например, VG-10 отлично удерживает кромку, но что действительно отличает ее, так это способность поддерживать очень тонкую, тонкую кромку. По сути, она способна быть острее, чем многие другие стали. Его главный недостаток заключается в том, что он имеет тенденцию быть немного более хрупким по сравнению с некоторыми другими премиальными сталями, поэтому вы, как правило, находите его в лезвиях меньшего размера.

Итак, насколько сложно слишком сложно? Большинство сталей имеют приемлемый диапазон закалки для получения оптимальной удерживающей способности и ударной вязкости. Вы, вероятно, можете довести сталь AUS-8 до 66, но она будет настолько хрупкой, что будет бесполезна.

Для моего первого запуска ACIES и ACIES 2 я получил супер-премиальную японскую сталь под названием ZDP-189, которая позволила достичь оптимального значения Rockwell 64-66. Очень впечатляющая сталь — очень трудно достать. К сожалению, мы недавно распродали ACIES 2.У Spyderco есть несколько очень доступных ножей ZDP-189, которые получают 64 балла по шкале Роквелла, например три, изображенные слева.

 

Заключение

Тест Роквелла очень важен для изготовителей в надлежащем контроле качества, но он также предлагает меру качества для потребителя. Знание Rockwell может помочь вам понять, насколько хорошо будет работать лезвие, и, возможно, предотвратить плохие покупки. Если вы видите складной нож младше 50 лет, он может быть грубо заточен о бордюр или блоки стены.Я видел, как некоторые использовали дно своей керамической кофейной кружки или верхнюю часть стекла окна своей машины. Если вы не возражаете против частой заточки, возможно, вам подойдет более мягкая сталь. Если вам нужен нож чуть более высокого качества, стремитесь к диапазону 57-59 Rc. Многие из моих собственных ножей попадают в этот диапазон. Чуть лучше среднего, но по доступной цене. Если вы ищете сталь премиум-класса, мы предлагаем большое количество фантастических лезвий. Вы можете использовать наши фильтры, чтобы найти, какая сталь вам нравится, или просто использовать функцию панели поиска.

 

Избегание плохих покупок

Если вы видите топор значительно выше 55 по шкале Роквелла, который, вероятно, слишком твердый и будет ломаться при интенсивном использовании — избегайте этой покупки. Также избегайте метательных ножей выше 55 Rc. Если нож складной и его твердость намного ниже 54, это слишком мягкая сталь для широкого использования. Если вы когда-нибудь не уверены, спросите нас на Facebook или напишите нам.

Немногие компании позволяют клиентам видеть рейтинги Rockwell, поскольку цифры не являются точной системой оценки качества (только для твердости).Тем не менее, я думаю, что важно быть прозрачным с клиентами и пытаться обучать своих клиентов, где это возможно. Я всегда выбираю Rockwell для своих ножей. Если вы видите что-то, что отсутствует или может быть неправильным, сообщите нам об этом, и мы еще раз проверим его. Прозрачность просто означает, что мне нужно потратить немного больше времени и объяснить, что означают цифры. На мой взгляд, все компании должны указывать тип стали, из которой изготовлено лезвие, а также рейтинг Роквелла. Что касается других брендов, которые мы продаем, мы делаем все возможное, чтобы получить информацию от производителя, чтобы вы могли принимать обоснованные решения.Если они указывают сталь, но не Rockwell, вы обычно можете найти эту сталь в моей диаграмме стали, чтобы получить представление о том, по какому Rockwell закалена сталь.

 

Надеюсь, теперь вы знаете гораздо больше о рейтинговой системе Роквелла и о том, что означают цифры. Спасибо за чтение.

 

%PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2017-03-15T12:24:20-04:00Online2PDF.com2022-04-21T22:38:32-07:002022-04-21T22:38:32-07:00iText 4.2.0 от 1T3XTapplication / pdfuuid: 265529e4-3c40-430d-aad1-659eee51296fuuid: 117a4e9c-825e-4815-98ec-8f387a4f04f1uuid: 265529e4-3c40-430d-aad1-659eee51296f

  • savedxmp.iid: 822575FABA45E711A4249E6F3495F4342017-05-31T10: 08: 22+ 05:30Adobe Bridge CS6 (Windows)/метаданные
  • Балхая
  • Суварно
  • конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток xXKo7ﯘ[email protected]`moAN)K½HI;I0ϬDQ|}5~:M1ѩ’ е+ч В.h:iQbF]2p??Cspoke8h)jnǟַx}~AT.ќ?h~ҘӺ˝Zx->~[=ۏBPKG*37x-VpNisNaf$~ҝs+D)BI[|6?XNs.S]S4

    Форма Закаленные детали с электрохимической обработкой

    Рис. 1: Субмиллиметровые детали в закаленной нержавеющей стали

    Узнайте больше об импульсной электрохимической обработке на нашем образовательном портале .

    Мы опубликовали серию из трех частей на сайте American Machinist в качестве руководства по нашему процессу.

    Термическая обработка является важным этапом для некоторых деталей, повышая их надежность и производительность, поскольку механические свойства материала изменяются под воздействием тепла .

    Благодаря закалке , например, можно повысить твердость и прочность металла. Нержавеющая сталь марки 17-4 обычно закаливается от отожженного до состояния H900, что повышает ее предел прочности при растяжении с 1100 МПа до 1380 МПа, а также увеличивает твердость с 35 по шкале Роквелла до 45 единиц по шкале Роквелла. Такое улучшение твердости делает 17-4 одним из наиболее часто используемых используемые материалы, где требуется коррозионная стойкость, такие как нефть и газ, морское применение и хирургические инструменты .

    Микроскопический вид вышеупомянутых субмиллиметровых деталей.

    В традиционных методах обработки металлы часто сначала обрабатываются до черновой формы, в то время как материал находится в более мягком, отожженном состоянии, чтобы уменьшить износ инструмента и увеличить скорость обработки. После черновой обработки детали отправляются на закалку перед чистовой обработкой или шлифованием для достижения окончательного допуска.

    Этот многоэтапный процесс имеет несколько проблем, в том числе:

    1. Закалка приводит к деформации металла, которую необходимо исправить дополнительной обработкой.

    2. Поскольку детали обрабатываются после закалки, внутренние напряжения могут быть сняты, что приводит к деформации, требующей дополнительного припуска, и сводит на нет некоторые преимущества черновой обработки в отожженном состоянии.

    3. Для очень точных применений повторная фиксация детали в обрабатывающей ячейке после закалки может быть сложной задачей, поскольку базовые структуры сместились или деформировались.

    Существуют традиционные решения для обработки для решения всех вышеперечисленных проблем, такие как передовые материалы для режущего инструмента и методы обработки и высокопроизводительные обрабатывающие центры, но все они увеличивают время или затраты на процесс.

    Наконец, некоторые процессы формовки требуют, чтобы материал находился в отожженном состоянии. Чеканка является ярким примером того, как ударные силы во время операции могут легко повредить или изнашивать мелкие элементы штампа для чеканки, если материал заготовки затвердеет. В примере схемы технологического процесса, показанной ниже, чеканка используется для создания карманов для формирования скоб для упора линейного степлера в хирургическом инструменте. Этот процесс требует многих дополнительных шагов только для размещения размягченного материала.

    Рис. 2: Закалка с помощью обычной обработки требует длинного списка шагов и множества настроек.

    В качестве альтернативы, если бы вы могли создать эти элементы непосредственно в закаленной детали с помощью импульсной электрохимической обработки (PECM), вы могли бы избежать множества дополнительных шагов и времени, необходимого для аутсорсинга термообработки, тем самым сократив время и затраты при одновременном повышении качества детали. или консистенция.

    В более общем плане импульсная электрохимическая обработка (PECM) может предложить несколько преимуществ для сквозных закаленных деталей по сравнению с закаленными.обычные механические операции.

    1. Индуцированные или снятые напряжения в результате термической обработки не имеют значения при использовании PECM.

    2. PECM может обрабатывать детали за один установ или операцию, сохраняя исходную базовую структуру на протяжении всего процесса.

    3. PECM может обрабатывать закаленные или отожженные материалы с той же скоростью.

    Важно отметить, что закалка материала заготовки перед PECM в первую очередь относится к сквозной закалке, а не цементации.Хотя PECM можно использовать для цементируемого материала, деталь должна быть сначала обработана до почти чистой формы до цементации, чтобы гарантировать, что закаленный слой не будет удален во время окончательной обработки — будь то PECM, обработка на станках с ЧПУ или шлифование.

    Если вы заинтересованы в экономии времени и денег на ваших закаленных деталях, не говоря уже о получении более надежных результатов, чем обычные операции, PECM может вам подойти. Свяжитесь с нами по номеру и поделитесь спецификациями деталей. Мы здесь, чтобы помочь.

    Статьи по теме:

    Суперсплавы: что это такое и как их обрабатывать

    Невероятные возможности PECM

    42CrMo4

    Общая информация

    42CrMo4 — это сталь для закалки и отпуска, которая имеет хорошее сочетание прочности и ударной вязкости в закаленном и отпущенном состоянии. После закалки в масле сталь подвергается сквозной закалке до диаметра прутка ø60 мм.Микроструктура больших размеров не является полностью мартенситной. Сталь пригодна для индукционной закалки. Твердость поверхности превысит мин. 53 HRc. 42CrMo4 может поставляться с M-обработкой для оптимизации обрабатываемости.

    Вариант 6082 предлагается под названием MoC410M

    .

    Вариант 6115 в соответствии с SAE 4140 и ISO 898 Класс 10.9 для диаметра стержня до 60 мм

    Вариант 6137 соответствует L7 ASTM A320 и ISO 898, класс 10.9, диаметр стержня до 50 мм

    Вариант SB9288 предлагается под названием SB42CrMo4  

    Вариант SB9287 со слегка повышенной прокаливаемостью предлагается под названием SB42CrMo4.

    Вариант 327S представляет собой вариант непрерывного литья с немного повышенной прокаливаемостью, аналогичный варианту литья в слитки 327A

    Вариант 327А представляет собой литой в слитках вариант со слегка повышенной прокаливаемостью.

    Вариант 326C — вариант из стали BQ, соответствующий стандарту SAE 4140, но с ограниченным содержанием серы для повышения чистоты и более низким максимально допустимым содержанием фосфора для улучшения механических свойств

     

    BQ-Steel® 
    BQ-steel® – это чистая сталь подшипникового качества, оптимизированная по усталостной прочности, которая также идеально подходит для новых проектных решений, не связанных с подшипниковой промышленностью.

     

    М-сталь ®

    В основе концепции лежит то, что неметаллические включения модифицируются и контролируются обработкой кальцием таким образом, чтобы свести к минимуму износ инструмента и максимизировать контроль над стружкообразованием при операциях механической обработки. Наша обработка M-Steel может применяться к любой марке стали.

    Аналогичные обозначения

    AISI 4140, 42CD4(AFNOR), 708M40(Б.С.), SS 2244, SS142244, SAE 4140H, ASTM A193 B7, 41Cr4, 42CrMoS4, 1.7225

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.