Улучшение стали 45: Как закаливается сталь 45 — процесс, способы, твердость после закалки — Мастер на все ручки: Блог домашнего сварщика

Содержание

Как закаливается сталь 45 — процесс, способы, твердость после закалки

Термообработка представляет собой одну из необходимых и важных операций в процессе обработки стали. Ее широко использует металлургия и машиностроение. Технология термообработки стали 45 обеспечивает достижение высоких характеристик прочности. Это обстоятельство позволяет значительно расширить область применения обработанных подобным способом деталей. При использовании технологии закалки стали 45 твердость изделий становится существенно выше.

Блок: 1/7 | Кол-во символов: 448
Источник: https://oxmetall.ru/termo/kak-zakalivaetsya-stal-45

Особенности термообработки

Закалка стали 45 – метод, широко используемый в металлургии и машиностроении. Но как закалить сталь 45, чтобы получить ожидаемый результат? Чтобы изменить характеристики, необходимо провести термообработку. При этом должны соблюдаться определенные режимы воздействия. Этот процесс схематично можно представить следующими процессами:

Отжиг.
Нормализация.
Старение.
Закалка и отпуск.

Качество стали 45 при термообработке зависит от ряда факторов.

Температурный режим.
С какой скоростью повышается температура.
Промежуток времени, в течение которого на металл воздействует высокая температура.
С какой скоростью происходит процесс охлаждения.

Термическая обработка состоит в нагревании детали до заданной температуры. Охлаждают ее с той же либо несколько иной скоростью. Железоуглеродистые сплавы характеризуются превращениями при нагревании их до определенных температур. Они носят название критических точек. Эти превращения сопряжены с кристаллизационным характером. При закалке стали 45 твердость изделий значительно повышается.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1058
Источник: https://oxmetall.ru/termo/kak-zakalivaetsya-stal-45

Закалка ТВЧ

Если сталь закалить таким образом, то она будет лучше справляться с переменной и ударной нагрузкой. Закалка ТВЧ считается разновидностью поверхностной закалки, основная задача которой получение более прочного наружного слоя, сохраняя при этом вязкость сердцевины.

Нагрев под закалку ТВЧ осуществляют в индукционных печах, используя ток высокой частоты. Принцип данной термообработки заключается в неравномерном нагреве сечения изделия. Плотность тока на наружней части стали значительно выше в сравнении с сердцевиной. Основная часть тепла приходится на поверхность, соответственно, именно в этой зоне и происходит упрочнение.

Охлаждение осуществляется непосредственно в печи специальными распрыскивающими устройствами. После закалки обычно требуется отпуск для выравнивания тепловых напряжений.

Структура стали в результате всех этих операций получается неоднородной. Верхний закалённый слой полностью состоит из мартенсита, а нетронутая сердцевина из феррита. Прочность глубинного слоя повышается предварительным проведением нормализации.

Преимущества закалки ТВЧ:

Повышенная производительность.
Сталь изолирована от влияния окисления и обезуглероживания.
Возможность регулировать толщину закаленного слоя. Чем частота токов выше, тем глубина закалки меньше.
Автоматизация процесса.

/5 — голосов

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1340
Источник: https://prompriem.ru/stati/zakalka-stali-45.html

Как правильно отпустить закаленную сталь?

Эту операцию необходимо производить сразу после закалки, поскольку деталь может покрыться трещинами из-за присутствия высоких остаточных напряжений. При нарушении режима отпуска – недостаточном нагреве или малой выдержке – происходит «недоотпуск», при котором деталь сохраняет хрупкость. Для устранения этого недостатка применяют повторный отпуск.

Ориентировочная твердость стали (по Роквеллу) после термообработки в различных режимах, включающих закалку и отпуск

Марка стали	Температура закалки, °C	HRC после закалки	Твердость стали после отпуска, HRC
Марка стали	Температура закалки, °C	HRC после закалки	150-200	200-360	360-500	500-600
У7А	780-800	63-62	62-60	60-53	53-34	34-25
У8А	770-780	63-62	62-60	60-54	54-39	39-36
У10А	780-810	64-62	62-61	61-58	58-40	40-38
У12А	780-810	65-63	64-62	62-53	53-38	38-26
820-840	52-50	51-48	48-45	45-32	32-26
40Х	830-850	55-50	54-50	50-47	47-36	36-26
35ХГСН	860-880	50-45	49-44	44-42	42-38	38-32
5ХНМ	830-850	60-58	58-55	55-51	51-42	42-32
5ХНВ	830-860	59-55	58-55	55-51	51-42	42-32
65Г	800-820	62-61	61-56	56-52	52-38	38-24
ХВГ	830-850	65-64	64-60	60-58	58-46	46-37
Х12М	1030-1050	63-62	63-62	62-60	60-56	56-50
9ХС	830-850	65-62	64-61	61-56	56-46	46-38
ШХ15	820-850	65-61	64-60	60-55	55-42	42-42-28
20Х	820-850	64-63	63-62	62-57

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1815
Источник: https://metallz.

ru/articles/procedura_otpuska_stali/

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.

Поиск записей с помощью фильтра:

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1083
Источник: https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/zakalka-stali-45.html

как закалить сталь 45 Видео

6 мес. назад

Закалка матриц из 45 стали производиться на воду, отпуск низкотемпературный. Если вам необходимо закалить…

2 г. назад

Есть несколько способов для отличия 45 стали от обычной. Два самых простых — это снять с изделия стружку…

2 г. назад

3 г. назад

1 г. назад

2 г. назад

В этом видео я показываю один из способов,как я произвожу закалку металла и отпуск,показана закалка зубила.

8 мес. назад

1 г. назад

Строгание на самодельном поворотном столе.

4 г. назад

Старый обучающий фильм по термообработки стали. Начинающим кузнецам будит полезно.

1 г. назад

2 г. назад

Закалка цилиндрического пуансона для пробивки отверстия диаметром 7,2 мм.

1 г. назад

В этом видео я показываю,что будет с металлом если его при закалке охладить не в той жидкости.Покажу лопнувш…

1 г. назад

8 г. назад

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 844
Источник: https://pellete.ru/stal/tehnologiya-zakalki-45-stali.html

Меры предосторожности

Подобные операции представляют определенную опасность для жизни и здоровья человека. Электроустановки для нагрева связаны с опасным воздействием электрического тока. Работа с закалочными ваннами связана с выделением в окружающее пространство вредных паров и газов. В этом плане большое значение имеет оборудование и хорошая исправная работа локальных вытяжных вентиляционных систем. Помимо этого, подобные места оборудуются и общеобменной вентиляцией.

Если процесс осуществляется с использованием масла либо керосина, не исключена возможность, что воспламенятся их пары. Надо проводить защиту от химических ожогов. Хранение селитры осуществляется в соответствии с требуемыми правилами. Раствор селитры в расплавленном состоянии не должен быть температурой выше 60 градусов. Цианистые соли фасуются только при наличии местной вытяжной вентиляции. Все работы проводятся только с применением средств индивидуальной защиты. Чтобы не образовывалась ядовитая синильная кислота, нельзя допускать совместное хранение цианистых солей с растворами кислот.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 1069
Источник: https://oxmetall.ru/termo/kak-zakalivaetsya-stal-45

Кол-во блоков: 10 | Общее кол-во символов: 11027
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

https://oxmetall.ru/termo/kak-zakalivaetsya-stal-45: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 3154 (29%)
https://prompriem. ru/stati/zakalka-stali-45.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 1340 (12%)
https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/zakalka-stali-45.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 2164 (20%)
https://metallz.ru/articles/procedura_otpuska_stali/: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 3525 (32%)
https://pellete.ru/stal/tehnologiya-zakalki-45-stali.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 844 (8%)

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)

Термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, металлов.

Термическая обработка (термообработка) — это технологический процесс изменения структуры сталей, сплавов и цветных металлов посредством широкого диапазона температур: поэтапных нагреваний и охлаждении с определенной скоростью. Такая обработка очень сильно изменяет свойства сталей, сплавов, металлов в сторону улучшения показателей, но при этом не изменяя их химический состав. Можно сказать, что основная цель термической обработки – это улучшение свойств и характеристик изделий из него.

Виды (стадии) термической обработки стали

Отжиг — термическая обработка (термообработка) металла, представляющая собой процесс нагревания до заданной температуры, а затем процесс медленного охлаждения. Отжиг бывает разных видов в зависимости от уровня температур и скорости процесса.

Нормализация — термообработка, принципиально похожая на отжиг. Основное отличие в том, что процесс отжига предполагает печь, а при нормализации охлаждение стали проходит на воздухе.

Закалка — этап термообработки, основанный на нагревании сырья до такого уровня температуры, который является выше критического (перекристаллизация стали). После выдержки в такой температуре в заданном интервале времени происходит охлаждение, быстрое, с заданной скоростью. Закаленной стали (сплавам) свойственна неравновесная структура и поэтому применяется такой вид термообработки как отпуск.

Отпуск — стадия термообработки, необходимая для снятия в стали и сплавах остаточного напряжения или максимального его снижения. Снижает хрупкость и твёрдость металла, увеличивает вязкость. Проводится после стадии закалки.

Старение — иначе еще называется дисперсионное твердение. После стадии отжига металл опять нагревают, но до более низкого уровня температур и с медленной скоростью остужают. Цель такой термообработки в получении особенных частиц упрочняющей фазы.

От степени необходимой глубины обработки различают термообработку поверхностную, которая затрагивает лишь поверхность изделий, и объемную, когда термическому воздействию подвергается весь объем сырья.

В отраслевой промышленности, в частности – в машиностроении, термическую обработку чаще всего проходит сталь следующих марок:

— сталь 45 (замещаемость 40Х, 50, 50Г2)

— сталь 40Х (замещаемость 38ХА, 40ХР, 45Х, 40ХС, 40ХФ, 40ХН)

— сталь 20 (замещаемость 15, 25)

— сталь 30ХГСА (замещаемость 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА)

— сталь 65Г

— сталь 40ХН

— сталь 35

— сталь 20Х13

Термообработка стали 45

Конструкционная углеродистая. Этап предварительной термической обработки называется нормализация, проходит на воздухе, а не в печи. 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 закалки, которая является конечной стадией термообработки, детали достигают высокого уровня прочности и отличных показателей износостойкости. Подвергаются шлифовке. Высокое содержание углерода (0,45%) обеспечивает хорошую закаливаемость и, соответственно, высокую твёрдость поверхности и прочность изделия. Сталь 45 калят «на воду», когда после калки деталь охлаждают в воде. После охлаждения деталь подвергается низкотемпературному отпуску при температуре 200-300 градусов по Цельсия. При такой термообработке стали 45 достигает твердость порядка 50 HRC.

Изделия: Кулачки станочных патронов, согласно указаниям ГОСТ, изготовляют из сталей 45 и 40Х. Твёрдость Rc = 45 -50. В кулачках четырёх-кулачных 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.

Термообработка стали 40Х

Легированная конструкционная сталь. Для деталей повышенной прочности такие как оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые 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.

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. В качестве заменителя стали 20 применяют стали 15 и 25.

По требованиям к механическим свойствам выделяют пять категорий.

— I категория: сталь всех видов обработки без испытания на ударную вязкость и растяжение.

— II категория: образцы из нормализованной стали всех видов обработки размером 25 мм проходят испытания на ударную вязкость и растяжение.

— III категория: испытания на растяжение проводят на образцах из нормализованной стали, размером 26-100 мм.

— IV категория: образцы для испытаний на растяжение и ударную вязкость изготавливают из термически обработанных заготовок размером не более 100 мм. Требования третьей и четвертой категории предъявляют к калиброванной, горячекатаной и кованной качественной стали.

— V категория. Испытания механических свойств на растяжение проводят на образцах из калиброванных термически обработанных (высокоотпущенных или отожженных) или нагартованных сталей.

Химический состав стали 20: углерод (C) — 0.17-0.24 %, кремний (Si) — 0,17-0,37%, марганец (Mn) — 0,35-0,65 %;содержание меди (Cu) и никеля (Ni) допускается не более 0,25%, мышьяка (As) — не более 0,08%, серы (S) — не более 0,4%, фосфора (Р) — 0,035%.
Структура стали 20 представляет собой смесь перлита и феррита. Термическая обработка стали 20 позволяет получать структуру реечного (пакетного) мартенсита. При таких структурных преобразованиях прочность возрастает, и пластичность уменьшается. После термического упрочнения прокат из стали 20 можно использовать для изготовления метизной продукции (класс прочности 8. 8).

Технологические свойства стали 20: Температура начала ковки стали 20 составляет 1280° С, окончания — 750° С, охлаждение поковки — воздушное. Сталь 20 нефлокеночувствительна и не склонна к отпускной способности. Свариваемость стали 20 не ограничена, исключая детали, подвергавшиеся химико-термической обработке. Рекомендованы способы сварки АДС, КТС, РДС, под газовой защитой и флюсом.

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. Сталь 20 без термической обработки или после нормализации используется для производства крюков кранов, вкладышей подшипников и прочих деталей для эксплуатации под давлением в температурном диапазоне от -40 до 450°С . Сталь 20 после химико-термической обработки идет на производство деталей, которым требуется высокая поверхностная прочность ( червяки, червячные пары, шестерни) . Широко применяют сталь 20 для производства трубопроводной арматуры, труб, предназначенных для паропроводов с критическими и сверхкритическими параметрами пара, бесшовных труб высокого давления, сварных профилей прямоугольного и квадратного сечения и т. д.

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 30ХГСАтоже 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

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 Используется в отраслевой 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 динамическим нагрузкам, с предъявляемыми требованиями повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.

Термообработка сталь 35

Сталь конструкционная углеродистая качественная. Используется в отраслевой промышленности. Это детали невысокой прочности, подвергающиеся невысокому уровню напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали.

Термообработка стали 20Х13

Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная. Используется в энергетическом машиностроении и печестроении; 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)

Пресс-служба группы компаний ВоКа

17 сентября 2016г

Закалить сталь 45 на твердость

Обработка стали, осуществляемая в процессе термообработки, является одной из важнейших операций в металлургической отрасли и машиностроении. При соблюдении технологии PC 45 изделие приобретает достаточную прочность, значительно расширяя область использования изготовляемых изделий. При необходимости можно осуществлять закалку изделия из стали, в домашних условиях строго соблюдая технологию. При закалке лезвия ножа в домашних условиях вполне допустимо добиться повышения прочностных характеристик изделия в 3-4 раза.

Структурные изменения металла

При нагревании конструкционной специальной стали 45 до аустенитного уровня, происходит изменение состояния структурной решетки железа с переходом из объемно-центрированной в гранецентрированную структуру. Осуществляется перемещение углерода входящего в перлит и представляющего собой мельчайшие кристаллы Fe3C (цементита) в гранецентрированную измененную решетку железа.

Структура стали 45 после отжига и закалки

В ходе охлаждения происходит быстрое снижение температуры обрабатываемой стали, но из-за замедления скорости перемещения атомов углерода они остаются внедренными в новую решетку железа, образуя твердую пересыщенную структуру, имеющую внутреннее напряжение. Решетка преобразуется в тетрагональную с ориентацией в одном направлении.

Происходит образование игольчатых мелких структур имеющих название мартенсит. Данный вид кристаллов придает металлу высокую прочность, твердость и улучшенные характеристики. Происходит образование одновременно двух видов кристаллов аустенита и мартенсита, которые воздействуют друг, на друга создавая внутреннее избыточное напряжение. При активном влиянии на металл внешних сил происходит взаимная компенсация двух видов кристаллов, придавая структуре прочность.

Термическая обработка металла

Для изменения характеристик стали производится термическая обработка с соблюдением необходимых режимов воздействия.

Процесс термической обработки состоит из процессов:

отжига;
нормализации;
старения;
закалки и отпуска.

Режимы термообработки стали 45

Закалка и отпуск стали во многом зависят от ряда факторов:

температурного режима;
скорости повышения температуры;
временного промежутка воздействия на металл высоких температур;
процесса охлаждения (скорости изменения температуры охлаждения среды или жидкости).

Закалка стали

Процесс закалки стали заключается в проведении термообработки заготовок с нагреванием до температуры выше критической с дальнейшим ускорением охлаждения. Данное состояние способствует повышению прочности и твердости (HRC) стали с одновременным снижением пластичности и улучшением потребительских характеристик.

Режим воздействия температуры охлаждения металла зависит от количества содержания углерода и легирующих присадок в стали.

После проведения закалки стали заготовки покрываются налетом окалины и частично теряют содержащийся углерод, поэтому технология обязательно должна соблюдаться согласно установленному регламенту.

Охлаждение металла должно проходить быстро, для предотвращения преобразования аустенита в сорбит или троостит. Охлаждение должно производиться точно по графику быстрое остывание заготовок, приводит к образованию мелких трещин. В процессе охлаждения от 200 °C до 300 °C происходит искусственное замедление при постепенном остывании изделий для этого, могут использоваться охлаждающие жидкости.

Закалка стали с помощью ТВЧ

При проведении поверхностной закалки с помощью ТВЧ процесс нагрева изделий осуществляется до более высокой температуры.

Это вызвано двумя факторами:

Нагрев осуществляется за короткое время с ускоренным изменением и переходом перлита в аустенит.
Реакция перехода должна осуществляться в сжатые сроки за небольшой промежуток времени при высокой температуре.

Закалка ТВЧ (токами высокой частоты)

Процессы, протекающие при обычной закалке в печи с использованием ТВЧ, имеют различные характеристики и ведут к изменению твердости (HRC) заготовок:

При нагреве в печи скорость составляет, 2-3 °С/сек до 840 – 860 °С.
С использованием ТВЧ – 250 °С/сек до температуры 880 – 920 °С или в режиме при 500 °С/сек – до 980 – и 1020 °С.

Нагрев деталей при использовании ТВЧ осуществляется до более высокой температуры, но перегрева заготовки не происходит. В процессе обработки с применением ТВЧ время операции нагрева значительно сокращается, что способствует сохранению размера и структуры зерна. В ходе выполнения операции закалки ТВЧ твердость металла ( HRC) возрастает на 2-3 един. по Роквеллу.

Процесс нагрева

Заготовки из стали нагреваются в печах. При нагреве инструмента используется предварительный подогрев отдельных частей с использованием

печей с температурой рабочей среды от 400 °С до 500 °С;
в специальных соляных ваннах с погружением на 2-4 сек. 2-3 раза.

Обязательно должно соблюдаться условие равномерного прогрева всего изделия. Строго выдерживаться условие одновременного помещения деталей в печь с соблюдением времени нагрева деталей.

Применение защитных мер

В процессе термической обработки происходит постепенное выгорание углерода и образование налета окалины. Для предотвращения ухудшения качества металла и его защиты используются защитные газы, которые закачиваются в ходе процесса закаливания. В печь имеющую герметичную камеру, где происходит термообработка с помощью специального генератора, закачивается газ аммиак или метан.

При отсутствии герметичных печей операции обработки производятся в специальной герметичной таре, куда предварительно засыпается чугунная стружка для предотвращения выгорания углерода.

При обработке заготовок в соляных ваннах металл защищен от окисления, а для создания необходимых условий для сохранения уровня углерода содержание ванной 2-х кратно в течение суток раскисляется борной кислотой, кровяной солью или бурой. При температуре обработки в диапазоне температур 760-1000 °С в качестве раскислителя может использоваться древесный уголь.

Использование специальных охлаждающих жидкостей

В ходе проведения технологического процесса для охлаждения деталей в основном используется вода. Качество охлаждающей жидкости можно изменить, добавив соду или специальные соли, что может повлиять на процесс охлаждения заготовки.

Для сохранения процесса закалки категорически запрещается использовать содержащуюся в нем воду для посторонних операций. Вода должна быть чистой и иметь температуру от 20 до 30 °С. Запрещено использовать для закалки стали проточную воду.

Состав смесей солей и щелочей, применяемых в качестве закалочных сред

Данный способ закалки применяется только для цементированных изделий или имеющих простую форму.

Изделия, имеющие сложную форму, изготовленные из конструкционной специальной стали охлаждаются в 5% растворе каустической соды при температуре 50-60 °С. Операция закалки, проводится в помещении, оснащенном вытяжной вентиляцией. Для закалки заготовок выполненных из высоколегированной стали применяют минеральные масла, причем скорость охлаждения в масленой ванне не зависит от температуры масла. Недопустимо смешивание масла и воды, что может привести к появлению трещин на металле.

При закалке в масляной ванне необходимо выполнять ряд правил:

Остерегаться воспламенения масла.
При охлаждении металла в масле происходит выделение вредоносных газов (обязательно наличие вытяжной вентиляции).
Происходит образование налета на металле.
Масло теряет свои свойства при интенсивном использовании для охлаждения металла.

При проведении процесса закалки стали 45 необходимо соблюдать технологический процесс с соблюдением всех операций.

Отпуск стали 45

Технологический процесс отпуска стали проводится в зависимости от необходимой температуры:

в печах с принудительной циркуляцией воздуха;
в специальных ваннах с селитровым раствором;
в ваннах с маслом;
в ваннах заполненных расплавленной щелочью.

Температура для проведения процесса отпуска зависит от марки стали, а сам процесс изменяет структуру и способствует снижению напряжения металла, а твердость снижается на малую величину. После проведения всех операций заготовка подвергается техническому контролю и отправляется заказчику.

При закалке и отпуске металла в домашних условиях необходимо строго соблюдать технологию и технику безопасности проведения работ.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Слово «термообработка» для обывателей не ново. Все прекрасно понимают, для чего она необходима. Повышение прочности стали. Но почему так происходит? Какие процессы протекают в металле в этот момент? Большинство пожимает плечами. Если Вы хотите понять, что такое термообработка, узнать в чем разница между отжигом и отпуском, и почему закалка стали 45 производится в масле, а не в воде, то тогда эта статья для Вас.

Общие сведения о термической обработке

Термообработка – это последовательность процессов нагревания, выдержки и охлаждения, направленных на изменение сталью механических свойств.

Улучшения свойств металла происходит за счет трансформации внутренней структуры. После осуществления термической обработки сталь может находиться в 2-х состояниях: устойчивом и неустойчивом.

Устойчивое состояние характеризуется полным завершением всех протекающих процессов в стали. Неустойчивое, соответственно, наоборот, когда на сталь еще воздействуют факторы, мешающие стабилизации внутренних напряжений. Ярким примером является химическая неоднородность закаленной стали.

Повышение теплового движения молекул способствует ускорению выхода стали из неустойчивого состояния. Достигается это путем нагрева.

Для большего понимания процессов, происходящих в стали во время термообработки, введем несколько понятий о структуре металла. Под этим понимается размер внутренних зерен и их положение относительно друг друга. Каждой структуре соответствует определенная температура и определенное содержание углерода.

Основные их виды и свойства, которыми они обладают:

Феррит – твердый раствор железа с углеродом и небольшой долей других химических элементов. Ферромагнитен. Ферритная сталь обладает высокой тепло- и электропроводимостью. Пластична. Твердость порядка 70-140 единиц по шкале Бринелля.
Цементит – неустойчивое соединение углерода с железом. Очень тверд и хрупок (НВ 790-810). Не поддается намагничиванию.
Перлит – фазовый раствор феррита и цементита. На его механические свойства в первую очередь оказывает влияние расстояние между фазами. Чем они ближе, тем сталь прочнее. Твердость находится в пределах 160-230 НВ, при относительном удлинении 9-12%.
Мартенсит – перенасыщенная физико-химическая смесь углерода и железа. Значение его механических характеристик зависит от количества углерода в составе. Мартенситная сталь с концентрацией 0,2% С обладает твердостью около 35 HRC. При 0,6% твердость составляет 60 HRC.
Аустенит – твердый раствор углерода в железе. Аустенитная сталь парамагнитна и пластична. Относительное удлинение составляет 42%.

Сам процесс термообработки включает в себя:

Отжиг

Процесс отжига состоит из нагревания, выдержки и медленного охлаждения в печной среде.

Существует две его основные разновидности:

Отжиг первого рода, при котором структура в сталях не претерпевает изменений.
Отжиг второго рода, сопровождающийся трансформациями структурных зон.

Каждая из представленных видов термообработки имеет определенное назначение.

Отжиг первого рода выполняет следующие технологические задачи:

Выравнивание химсостава стали. При обработке металла давлением ликвация становится причиной образования изломов и микротрещин. Для уменьшения их вероятности появления сталь нагревают до 1250 ºС и выдерживают ее при такой температуре на протяжении 8-15 ч.
Увеличение обрабатываемости стали давлением. Термообработка проходит при 670 ºС с выдержкой 40-120 мин. Отжиг увеличивает зерна феррита, что положительно влияет на пластичность.
Уменьшение остаточных напряжений, возникших после технологической обработки сталей: резание, сварка и прочее. Для этого сталь выдерживают при 500-620 ºС на протяжении двух часов.

Отжиг второго рода измельчает зерна стали и способствует образованию структуры феррит+перлит. Как результат, происходит увеличение механических свойств. Температура нагрева для стали 45 составляет 780-830 ºС.

Отжиг второго рода считается подготовительной термообработкой. Его проводят перед операциями резания для повышения обрабатываемости металла.

Нормализация

Это процесс нагревания стали и последующее охлаждение на воздухе, в результате которого происходит измельчение крупнозернистой структуры.

Если сравнивать с отжигом, то нормализация дает в среднем на 10% выше показатель вязкости и прочности. Причина этого кроется в охлаждении на воздухе, которое способствует разложению аустенитных фаз в нижней зоне температур. Как следствие, наблюдается увеличение перлита, что и является причиной повышения механических свойств.

Нормализация – альтернатива закалке и высокому отпуску. Конечно, на выходе механические свойства получаются ниже, но и сама нормализация менее трудоемка. К тому же, по сравнению с закалкой она вызывает меньшие тепловые деформации детали.

Отпуск

Это термообработка, которая всегда проводится на заключительном этапе. Она включает в себя нагревание закалённой стали до температурной точки трансформации перлита в аустенит и дальнейшее ее охлаждение. С его помощью механические характеристики сталей доводятся до требуемых значений.

Помимо этого, в задачу отпуска входит снятие напряжений, оставшихся после закалки.

Отпуск подразделяется на 3 типа по температуре нагрева:

Низкий отпуск. Проводится при 230-260 ºС. Способствует упрочнению с одновременным снижением внутренней напряженности. Закаленная сталь 45 после низкого отпуска обладает твердостью 55-60 HRC.
Средний отпуск. Температура нагревания 340-550 ºС. Позволяет достичь наиболее высокого значения упругих свойств. Из-за этого в основном применяется при изготовлении пружин. Твердость находится на уровне 45-52 HRC.
Высокий отпуск. Выполняется при 550 ºС. Снимает внутренние напряжения после закаливания.

Механические свойства уменьшаются, но значение их при этом не меньше, чем после нормализации и отжига. Также происходит увеличение ударной вязкости. Самой оптимальной термообработкой с точки зрения соотношения вязкости и прочности считается закалить сталь, а после провести высокий отпуск.

Закалка

Представляет собой процесс нагрева до температуры на 20-40 ºС выше точки растворения феррита в аустените и последующее быстрое охлаждение в воде или масле.

Образование значительных внутренних напряжений при закалке не позволяет ей быть окончательной термообработкой. Обычно за ней следует отпуск или нормализация.

В результате нагрева сталь получает аустенитную структуру, которая, охлаждаясь, переходит в мелкоигольчатый мартенсит.

Закалка стали 45 осуществляется при 840-860 ºС.

Если сталь закалить, не достигнув значения требуемой температуры, то в результате останутся ферритные зоны, чье присутствие значительно снижает прочность металла.

Если сталь 45 закалить при температуре выше 1000 ºС, это спровоцирует увеличение зерна мартенсита, что влечет за собой ухудшение вязкости и повышение риска образования трещин.

Нагрев сталей под закалку осуществляется в электропечах периодического или непрерывного действия.

Время нагрева зависит от:

Химсостава стали.
Формы и габаритов деталей.

Чем больше размеры и содержание углерода, тем большее количество времени необходимо для нагрева стали.

После нагревания стали идет ее выдержка при заданной температуре. Это необходимо для выравнивания неоднородности аустенита.

При сильном перегреве сталь начинает вступать в реакцию с печными газами. Это может повести за собой процессы окисления и обезуглероживания.

Окисление – химический процесс взаимодействия кислорода с железом. Оно отрицательно сказывается на свойствах стали, является причиной снижения качества поверхности и окалин.

Обезуглероживание возникает как следствие химической реакции углерода с водородом и кислородом. Как следствие, образуя такие соединения как угарный газ и метан. Полученные газы уносят вместе с собой с поверхности стали молекулы углерода, вызывая тем самым резкое снижение прочности.

Защитой стали от окисления и обезуглероживания служит осуществление нагревания в вакууме или расплавленной соли.

В качестве закалочных сред применяется вода или масло.

Вода обладает большой скоростью охлаждения, но она резко падает при увеличении температуры. Также недостатком воды является возникновение значительных напряжений и, соответственно, коробление деталей.

Масло в этом плане охлаждает более равномерно, что уменьшает риск образования микротрещин при закалке. Среди ее недостатков стоит отметить низкую температуру воспламенения и загустение, что уменьшает ее закалочные свойства.

Разная сталь имеет разную закаливаемость, т.е. способность увеличивать прочность посредством закалки. Как правило, чем выше концентрация углерода, тем выше закалочные свойства.

Закалка ТВЧ

Преимущества закалки ТВЧ:

Повышенная производительность.
Сталь изолирована от влияния окисления и обезуглероживания.
Возможность регулировать толщину закаленного слоя. Чем частота токов выше, тем глубина закалки меньше.
Автоматизация процесса.

Оцените статью:

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

твердость, режимы, время, температура, технология

При сильном нагреве практически все материалы изменяют свои физические характеристики. В некоторых случаях нагрев проводится целенаправленно, так как подобным образом можно улучшить некоторые эксплуатационные качества, к примеру, твердость. Термическая обработка на протяжении многих лет используется для повышения твердости поверхности стали. Выполнять закалку следует с учетом особенностей металла, так как технология повышения твердости поверхности создается на основании состава материала.

В некоторых случаях провести закалку можно в домашних условиях, но стоит учитывать, что сталь относиться к труднообрабатываемым материалам и для придания пластичности нужно проводить сильный нагрев до высоких температур при помощи определенного оборудования. В данном случае рассмотрим особенности нагрева стали 40Х для повышения пластичности и проведения закалки или отпуска.

Круг из стали 40Х

Особенности процесса закалки стали 40х

Особенности стали 40х, как указано выше, определяются богатым содержанием в ней примесей. Среди них, кроме основных рассмотренных, есть медь, марганец, никель, кремний, сера и фосфор. Все эти элементы в некотором смысле усложняют обработку такого металла, в том числе и термическую. Так, чтобы достичь нужной пластичности при закалке стали 40х, необходимо обеспечить сильный прогрев ее в муфельной печи до заданных температур. Остужать материал также нужно в определенном режиме для достижения необходимой твердости структуры.

Так как сталь 40х используется при изготовлении деталей ответственных механизмов: шестерней, валов, реек, осей, втулок и болтов, – точности процесса ее закалки уделяют особое внимание.

Что нужно знать о материале, подбирая конкретный режим термообработки:

Твердость металла в исходном состоянии, выраженная в мегапаскалях — HB 10-1 = 217.
Температура так называемых точек критического значения. Это показатели нагрева до определенных градусов, после чего сталь 40х может потерять свои положительные качества: Ar1 = 693, Ar3(Arcm) = 730, Ac3(Acm) = 815, c1 = 743.
Если температуру отпуска принять равной 200 градусов по Цельсию, то показатель твердости HB будет равен 552 МПа.

Закалка стали 40х однозначно ведет к увеличению ее твердости и снижению показателя пластичности. Но процентное соотношение этих показателей для такого металла будет зависеть от следующих факторов:

Время, за которое будет нагрета деталь до заданной температуры, влияет на общие показатели скорости термической обработки.
Интервал выдержки металла в разогретом состоянии. От этого показателя зависит равномерность прогрева всей структуры металла и приведение каждого звена кристаллической решетки в подвижное состояние.
Скорость, с которой заготовка подвергается охлаждению. Важный параметр при формировании новой кристаллической решетки.

Химический состав

Каждый, кто имеет дело со сплавами, знает, что элементы, которые входят в их состав влияют на их характеристику. Сталь 45 – конструкционная углеродистая качественная. Из названия становится понятным, что в её состав входит углерод – 0,45%. Большая часть, конечно же, приходится на железо – 97%. В остальные же 2,55 % входят такие химические элементы, как марганец (0,7%), кремний (0,2-0,3%), никель (0,25%), хром (0,25%), медь (0,25%), мышьяк(0,08), сера(0,04) и фосфор(0,035%). Каждый из легирующих элементов влияет на характеристику стали 45. Например, марганец присутствует практически во всех марках стали. Он удаляет из неё кислород и уменьшает содержание серы. Кремний влияет на закаливаемость стали. Кроме того, он увеличивает предел текучести и упругости.

Оптимальный режим термической обработки

Существуют специальные таблицы, где указаны рекомендуемые температуры термической обработки стали 40х для достижения тех или иных свойств металла относительно его твердости и пластичности, ударной вязкости и других показателей. Если проводить операцию закалки не в производственных, а в домашних условиях, то здесь оптимальными режимами процесса будут следующие:

Электропечь прогревают до температуры, близкой к 860 градусам по Цельсию. При стандартной мощности печи по времени это занимает около 40 минут.
Время выдержки заготовки в камере принимают равным 10–15 минутам. Визуально цвет стали 40х должен приобрести однородный желтый оттенок.
Для охлаждения чаще используют масляную среду, реже — воду.

Более точно рассчитать время нагрева изделия из металла можно, используя правило: на каждый кубический миллиметр нужно давать от 1.5 до 2 минут пребывания детали внутри камеры электропечи.

Как показала практика, для стали 40х наиболее эффективный способ закаливания — при разогревании металла токами высокой частоты (ТВЧ). Такой прогрев характеризуется быстрым достижением заданной температуры, а также улучшенными показателями прочности изделия при эксплуатации.

Использование специальных охлаждающих жидкостей

Состав смесей солей и щелочей, применяемых в качестве закалочных сред

Данный способ закалки применяется только для цементированных изделий или имеющих простую форму.

При закалке в масляной ванне необходимо выполнять ряд правил:

Остерегаться воспламенения масла.
При охлаждении металла в масле происходит выделение вредоносных газов (обязательно наличие вытяжной вентиляции).
Происходит образование налета на металле.
Масло теряет свои свойства при интенсивном использовании для охлаждения металла.

Отпуск и нормализация

Чтобы в структуре стали не образовывались микротрещины, технологией процесса предусмотрена операция отпуска после закалки. На этом этапе изделие разогревают до температуры, которая имеет более низкое значение, чем температура критической точки. Здесь также происходит выдержка материала в течение определенного интервала времени в таком состоянии. Далее следует охлаждение изделия. Все внутренние напряжения после проведения этих мероприятий нейтрализуются, структура кристаллической решетки улучшается, пластичность увеличивается.

Для марки стали 40х можно применить три вида отпуска:

Отпуск на низких температурах предполагает прогрев детали до предела 250 градусов по Цельсию с выдержкой. Остужают заготовку на открытом воздухе. Термообработка такого характера способствует нейтрализации напряжений при минимальном увеличении пластичности без влияния на твердость. Используется метод редко, так как велика вероятность образования хрупкой структуры.
Отпуск на средних температурах. Прогрев здесь идет до 500 градусов по Цельсию. За счет более высокой температуры возрастает вязкость изделия с пропорциональным снижением твердости. Метод подходит для изготовления автомобильных рессор, пружин, другого специфического инструмента.
Отпуск на высоких температурах с увеличением прогрева до 600 градусов по Цельсию. В этом случае внутри кристаллической решетки распадается мартенсит, образуя при этом сорбит. На практике это лучший вариант пропорционального соотношения пластичности и твердости. Ударная вязкость при этом также возрастает. Детали, полученные таким образом, можно применять в механизмах, подверженных воздействию ударных нагрузок.

Чтобы избежать повышенной хрупкости при отпуске, охлаждение при этом процессе следует делать быстро в специальной вакуумной камере с системой продувки аргоном. Последние два условия помогут избежать возникновения внутренних дефектов в структуре материала, а именно образования раковин, полостей и деформаций.

Если после закаливания сталь 40х разогреть до критической точки, выдержать и охладить на воздухе, то внутренняя структура получит мелкозернистое строение – этот процесс носит наименование нормализация. Ее задача — повысить ударную вязкость металла и его пластичность.

Структурные изменения металла

Структура стали 45 после отжига и закалки

Свойства стали после закалки

Если термическая обработка стали 40х (закалка и отпуск) проведены правильно, в соответствии с ГОСТ 4543–71, который регламентирует такие работы, то металл приобретает следующие свойства:

Твердость повышенного характера с показателями НВ около 217.
Прочность с пределом при разрыве 980 Н/м².
Вязкость ударную 59 Дж/см².

Кроме всего прочего, закаленный металл лучше поддается ручной сварке при помощи дуги и электрошлаковой сварке.

Уважаемые посетители сайта: специалисты – технологи по закалке металла и все, кто не понаслышке сталкивался с вопросом термообработки стали 40х, – поделитесь своими знаниями в комментариях, поддержите тему! Всегда важно знать мнение профессионалов!

Применение улучшения

После улучшения из углеродистых сталей производятся детали, на которые, которые требуют увеличенной прочности. Это детали типа вал, втулка, шестерня, зубчатое колесо, втулка. Использование углеродистых сталей обусловлено дешевизной изготовления и технологичностью.

Улучшение стали применяется при изготовлении червячного вала

Материалы с высоким содержанием углерода (60, 65) после улучшения используются для изготовления пружинных и рессорных изделий.

Введенные легирующие элементы позволяют изготавливать из этих сталей ответственные детали большего диаметра испытывающие более сильные нагрузки. После проведения термообработки у них сохраняется вязкость и пластичность с повышением прочности и твердости, а также понижается порог хладноломкости.

Прокаливаемость

Механические свойства элементов конструкции зависят от однородности структуры металла, которая напрямую зависит от сквозной прокаливаемости, минимального диаметра. Данный параметр характеризует образование более половины мартенсита. Так в таблице приведены некоторые показатели, при которых выдерживается критический диаметр.

Марка стали	Проведение закалки при температуре, °С	Критический диаметр, мм
		Среда интенсивного охлаждения
		вода	масло
45	840…850	до 9	до 25
45Г2	840…850	до 18	до 34
40ХН2МА	840…850	до 110	до 142
38Х2МФА	930	до 72	до 86

Как показывает практика, на прокаливаемость большое влияние оказывают легирующие элементы. Особенно это заметно при наличии никеля. Его присутствие позволяет закаливать детали большого диаметра. Так из стали 40ХН2МА можно выточить и подвергнуть термообработке ответственную деталь диаметром свыше 100 мм с сохранением приданных свойств по всему объему.

Улучшение стали при изготовлении деталей

Для примера можно рассмотреть маршрут изготовления детали шестерня из стали 40ХН. Для данного типа деталей требуются высокие значения твердости рабочей поверхности, а также хорошая пластичность и вязкость.

Технологический процесс выглядит так:

Получение заготовки объемной штамповкой.
Отжиг. Твердость НВ = 172…175.
Улучшение. Калить в масле при t = 820-840°С. Отпуск при t = 600-620°С. Твердость НВ = 241…244.
Механическая обработка.
Термическая обработка. Калить не глубже 3 мм. Затем низкий отпуск при t = 220°С. Твердость HRC 56…62.
Шлифование зубьев.

Выбирая режимы термической обработки при улучшении следует учитывать следующие факторы:

степень легирования;
диаметр и размер заготовки;
переходы, являющиеся источниками напряжений;
прилагаемые динамические нагрузки;
условия работы;
требуемая твердость.

Как закалить сталь в домашних условиях

Решение о том, как калить металл, принимается исходя из нескольких параметров:

марки стали;
требуемой твердости;
режима работы детали;
габаритов.

Не все способы термообработки доступны любителям. Следует выбирать наиболее простые

. Чаще всего в домашних условиях приходится закаливать нержавейку при изготовлении ножей и другого домашнего режущего инструмента.

Температура закалки хромсодержащих сталей 900–1100⁰C. Проверять нагрев следует визуально
. Металл должен иметь светло оранжевый – темно желтый цвет, равномерный по всей поверхности.

Окунать тонкую нержавейку можно в горячую воду, поднимая на воздух и вновь опуская. Чем выше содержание углерода, тем больше времени сталь проводит на воздухе

. Один цикл длится примерно 5 секунд.

Простые свариваемые стали греют до вишневого цвета и охлаждают в воде. Среднелегированные материалы должны перед окунанием в воду иметь красный цвет

. После 10–30 секунд перекладываются в масло, затем укладываются в печь.

При закалке получают максимальную твердость, которую дает сталь при данной технологии. Затем высокотемпературным отпуском понижают ее до требуемой.

Оборудование

Нагрев металла производится различными способами. Нужно только помнить, что температура горения дерева не может обеспечить нагрев металла.

Если требуется улучшить качество 1 детали, достаточно развести костер. Его надо по периметру обложить кирпичами и после укладки заготовки частично закрыть сверху, оставив щели для доступа воздуха

. Лучше жечь уголь.

Отдельный участок и небольшую по размерам деталь греют газовой и керосиновой горелкой, постоянно водя пламенем и прогревая со всех сторон.

Изготовление муфельной печи требует много времени и ресурсов. Ее целесообразно строить при постоянном использовании.

Охлаждающая жидкость может находиться в ведре и любой другой емкости, которая обеспечит полное погружение детали с толщиной масла в 5 наибольших сечений детали:

одна часть под закаливаемым изделием;
две сверху.

Деталь необходимо медленно двигать в охлаждающей жидкости. В противном случае образуется паровая рубашка.

Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

Наипростейшее подобие муфельной печи делается из огнеупорного кирпича, шамотной глины и асбеста:

На оправку навить медную проволоку. Для домашнего напряжения подойдет сечение 0,8 мм
. Оставить длинные концы.
Расположить спираль внутри кирпичей и зафиксировать глиной, обмазав всю внутреннюю поверхность.
Внутри сделать поддон — площадку для расположения заготовок. Для этого нужно смешать глину с асбестом.
Теплоизолирующий материал можно расположить и снаружи, уменьшая теплоотдачу стенок.
Подключить концы проволоки к проводам с вилкой.
Сзади герметично заделать отверстие между кирпичами.
Впереди соорудить крышку, которая будет открываться.

Высыхать все материалы должны при комнатной температуре. На это уйдет несколько дней. Затем можно укладывать деталь на изоляционный материал и греть.

Защита изделия от внешних воздействий

Нередки ситуации, когда приходится решать проблему защиты стали от вредных воздействий, которые могут быть созданы в результате появления окалины или потери углерода. В качестве решения этой проблемы могут выступить

специальные газы

, которые подаются в печи, где размещена обрабатываемая деталь. Но следует помнить, что подобная процедура может быть выполнена при условии, что печь имеет герметичную конструкцию. Чаще всего в качестве источника газа используется специальный генератор, топливом для которого выступают углеводородные газы, например, метан.

При проведении полной закалки металлической заготовки важно обеспечить ей защиту. В некоторых ситуациях нет возможности подвести газ. Тогда эту операцию можно проводить в герметичной таре

.
Герметиком здесь может выступать глина, способная исключить проникновение внутрь воздуха
. Но еще до начала этой процедуры рекомендуется покрыть заготовку слоем чугунной стружки.

Термическая обработка, закалка сталь 45, сталь 40Х.

Описание и история сплава

Название сплава расшифровывается как хромоникелевая конструкционная легированная сталь. За качество стали 40ХН отвечает ГОСТ 4543-71, который относит его к классу высокопрочных сталей для применения в конструкционных целях (хромоникелевый стальной сплав с легирующими элементами). То есть для получения изделий, применяемых при машиностроении и строительстве. Внедрение никеля в состав сплава — улучшает показатель химической устойчивости.

Скачать ГОСТ 4543-71

Данный факт впервые был представлен общественности во Франции химиком Жозефом Луи Прустом в 19-ом веке. Он выдвинул теорию о том, что железные метеориты практически не поддаются процессу коррозии из-за входящего в их состав никеля.

Механические свойства стали 40ХН

Спустя два десятка лет с того момента, Майкл Фарадей впервые изготовил сплав с соединениями железа и никеля, который отличался высокой устойчивостью к процессу коррозии. Однако получить сплав с улучшенными характеристиками по упругости, антикоррозийными свойствами и прочностью к механическому воздействию удалось лишь после химического вывода ковкого никеля. По характеристикам 40ХН имеет большую устойчивость к коррозийному процессу за счет добавления в состав хрома, который также усиливает прочностные свойства стали.

Отпуск и нормализация

Отпуск проводится непосредственно сразу после завершения закалки, так как есть большая вероятность возникновения трещин в структуре. Разогревается изделие в этом случае до точки ниже критической, проводится выдерживание на протяжении определенного промежутка времени и выполняется охлаждение. Отпуск обеспечивает улучшение структуры, устраняет напряжение и повышает пластичность, устраняет хрупкость стали 40Х.

Механические свойства стали 40Х в зависимости от температуры отпуска

Различают три вида рассматриваемой термообработки:

Низкий отпуск определяет разогрев поверхности до 250 °С с выдержкой и охлаждение на воздухе. Применяется для снятия напряжений и незначительного повышения пластичности практически без потери твердости. В случае конструкционного сплава применяется крайне редко.
Средний отпуск позволяет нагревать изделие до 500 °С. В этом случае вязкость значительно повышается, а твердость снижается. Используют этот метод термообработки при получении пружин, рессор и некоторого инструмента.
Высокий позволяет раскаливать деталь до 600 °С. В этом случае происходит распад мартенсита с образованием сорбита. Подобная структура представлена лучшим сочетанием прочности и пластичности. Также повышается показатель ударной вязкости. Используют этот метод термообработки для получения деталей, применяемых при ударных нагрузках.

Еще одним видом распространенной термообработки является нормализация. Зачастую нормализация проводится путем разогрева металла до верхней критической точки с последующей выдержкой и охлаждением в обычной среде, к примеру, на открытом воздухе. Проводят нормализацию для придания мелкозернистой структуры, что приводит к повышению пластичности и ударной вязкости.

Читать также: Как натянуть сварную сетку без провисания

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Состав 40ХН

40 ХН – сталь, имеющая в составе такие элементы как углерод – в процентном соотношении от 0,36% до 0,44% (один из самых важных элементов), марганец от 0,5% и вплоть до 0,8%, вкрапления никеля в соотношении от 1% до 1,4%, порошок кремния от 0,17% до 0,37%, элементы серы и фосфора – каждый из которых не превышает 0,035%, также соединения хрома от 0,45 до 0,75% и добавление 0,3% меди. Сталь 40ХН относится к высококачественным легированным сталям в первую очередь из-за содержания фосфора и серы менее 0,36% в процентном соотношении.

Химический состав стали 40ХН

Сталь 40Х

Общие данные

Заменитель

Сталь 40ХФ, Сталь 40ХР, Сталь 45Х, Сталь 38ХА, Сталь 40ХН, Сталь 40ХС,

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78.

Калиброванный пруток ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.

Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.

Полоса ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-76, ГОСТ 1577-81.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 13663-68.

Назначение

Оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Химический элемент	%
Углерод (C)	0.36-0.44
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.30
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	0. 80-1.10
Сера (S), не более	0.035

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Пруток. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло	25	780	980	10	45	59
Поковки. Нормализация. КП 245	500-800	245	470	15	30	34	143-179
Поковки. Нормализация. КП 275	300-500	275	530	15	32	29	156-197
Поковки. Закалка, отпуск. КП 275	500-800	275	530	13	30	29	156-197
Поковки. Нормализация. КП 315	<100	315	570	17	38	39	167-207
Поковки. Нормализация. КП 315	100-300	315	570	14	35	34	167-207
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315	300-500	315	570	12	30	29	167-207
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315	500-800	315	570	11	30	29	167-207
Поковки. Нормализация. КП 345	<100	345	590	18	45	59	174-217
Поковки. Нормализация. КП 345	100-300	345	590	17	40	54	174-217
Поковки. Закалка, отпуск. КП 345	300-500	345	590	14	38	49	174-217
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395	<100	395	615	17	45	59	187-229
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395	100-300	395	615	15	40	54	187-229
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395	300-500	395	615	13	35	49	187-229
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440	<100	440	635	16	45	59	197-235
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440	100-300	440	635	14	40	54	197-235
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490	<100	490	655	16	45	59	212-248
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490	100-300	490	655	13	40	54	212-248

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2
Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С,
200	700	880	15	42	118
300	680	870	17	58
400	610	690	18	68	98
500	430	490	21	80	78
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.
700	140	175	33	78
800	54	98	59	98
900	41	69	65	100
1000	24	43	68	100
1100	11	26	68	100
1200	11	24	70	100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Закалка 850 °С, вода
200	1560	1760	8	35	29	552
300	1390	1610	8	35	20	498
400	1180	1320	9	40	49	417
500	910	1150	11	49	69	326
600	720	860	14	60	147	265

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.
101-200	490	655	15	45	59	212-248
201-300	440	635	14	40	54	197-235
301-500	345	590	14	38	49	174-217

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1250 °С, конца 800 °С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость

трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием

В горячекатаном состоянии при НВ 163-168, σB = 610 МПа Ku тв.спл. = 0.20, Ku б.ст. = 0.95.

Склонность к отпускной способности

склонна

Флокеночувствительность

чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка	°С
Ac1	743
Ac3	815
Ar3	730
Ar1	693
Mn	325

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка	+20	-25	-40	-70
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 650 °С.	160	148	107	85
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 580 °С.	91	82	54

Предел выносливости

σ-1, МПа	τ-1, МПа	n	σB, МПа	σ0,2, МПа	Термообработка, состояние стали
363	1Е+6	690
470	1Е+6	940
509	960	870
333	240	5Е+6	690
372	Закалка 860 °С, масло, отпуск 550 °С.

Прокаливаемость

Закалка 850 °С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.

Расстояние от торца, мм / HRC э
1.5	4.5	6	7.5	10.5	13.5	16.5	19.5	24	30
50.5-60.5	48-59	45-57.5	39-5-57	35-53.5	31.5-50.5	28.5-46	27-42. 5	24.5-39.5	22-37.5

Термообработка	Кол-во мартенсита, %	Крит.диам. в воде, мм	Крит.диам. в масле, мм	Крит. твердость, HRCэ
Закалка	50	38-76	16-48	43-46
90	23-58	6-35	49-53

Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	214	211	206	203	185	176	164	143	132
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	85	83	81	78	71	68	63	55	50
Плотность, ρn, кг/см3	7850	7800	7650
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)	41	40	38	36	34	33	31	30	27
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м)	278	324	405	555	717	880	1100	1330
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 (α, 10-6 1/°С)	11.8	12.2	13.2	13.7	14.1	14.6	14.8	12.0
Удельная теплоемкость (с, Дж/(кг · °С))	466	508	529	563	592	622	634	664

Зарубежные аналоги Стали 40Х

США	Германия	Япония	Франция	Англия	Евросоюз	Италия	Бельгия	Испания
—	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	EN	UNI	NBN	UNE
5135	1,7034	SCr435	37Cr4	37Cr4	1. 7034	36CrMn4	37Cr4	37Cr4
5140	1,7035	SCr435H	38C4	41Cr4	1.7035	36CrMn5	41Cr4	38Cr4
5140H	1,7045	SCr440	38C4FF	530A36	1.7039	37Cr4	45C4	38Cr4DF
5140RH	37Cr4	SCr440H	41Cr4	530A40	37Cr4	38Cr4KB	41Cr4
G51350	41Cr4	42C4	530h46	37Cr4KD	38CrMn4KB	41Cr4DF
G51400	41CrS4	42C4TS	530h50	41Cr4	41Cr4	42Cr4
H51350	42Cr4	530M40	41Cr4KD	41Cr4KB	F.1201
H51400	41CrS4	F.1202
F.1210
F.1211
Китай	Швеция	Болгария	Венгрия	Польша	Румыния	Чехия	Австралия	Юж. Корея
GB	SS	BDS	MSZ	PN	STAS	CSN	AS	KS
35Cr	2245	37Cr4	37Cr4	38HA	40Cr10	14140	5132H	SCr435
38CrA	40Ch	41Cr4	40H	40Cr10q	5140	SCr435H
40Cr	41Cr4	Cr2Z	SCr440
40CrA	Cr3Z	SCr440H
40CrH
45Cr
45CrH
ML38CrA
ML40Cr

Условные обозначения

Механические свойства
σB	временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,2	предел текучести условный, МПа
σсж	предел прочности при сжатии, МПа
σсж0,2	предел текучести при сжатии, МПа
σ0,05	предел упругости, МПа
σизг	предел прочности при изгибе, МПа
σ-1	предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
δ5 , δ4 , δ10	относительное удлинение после разрыва, %
ψ	относительное сужение, %
ν	относительный сдвиг, %
ε	относительная осадка при появлении первой трещины, %
τК	предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
τ-1	предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
KCU и KCV	ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2
HRCэ и HRB	твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно)
HB	твёрдость по Бринеллю
HV	твёрдость по Виккерсу
HSD	твёрдость по Шору
Физические свойства
E	модуль упругости нормальный, ГПа
G	модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
ρn	плотность, кг/м3
λ	коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C)
ρ	удельное электросопротивление, Ом∙м
α	коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С
с	удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С)

Поделиться:
Post Views: 880

Применение

Основной областью применения стали 40ХН является производство деталей для механизмов, эксплуатируемых в условиях постоянной нагрузки, когда механизмы работают при больших скоростях скольжения и высокой вибрации. К примеру, такие как: соединительные трубки и муфты для механизмов в нефтедобывающей промышленности, поршневые шатуны, оси, и валы. Зубчатые колеса, гидроцилиндровые штоки и тому подобные детали также изготавливают из стали 40ХН, так как она обеспечивает высокое качество конечного продукта.

Буровой вал из стали 40ХН

Цильпебс стальной, произведенный из марки 40ХН

И даже такие серьезные детали, как трубопроводная арматура, роторные, коленчатые и редукторные валы, применяющиеся при авиастроении, детали двигателей воздушного охлаждения и исполинских деталей, работающих при температурах свыше 500 градусов по Цельсию, изготавливаются из этого материала.

Если проще, то особенности стали 40ХН делают ее пригодной для изделий, одними из свойств которых должны быть прочность и вязкость материала.

Толщина у стенок изделия, состоящего из этого материала, не должна превышать порог в 120 миллиметров.

Процесс сварки

Сварочная деятельность с легированными сталями довольно трудна, в связи с особенностями, вызывающими образования хрупких элементов в околошовной зоне из-за закалки (то есть сварка должна исполняться по определенной технологии). В лучшем случае проводить сварочные работы лучше перед отпуском изделия при прогреве или перед отжигом, но исключительно после сварки. Температурное воздействие на сплав 40ХН заключается в закаливание сплава, сопровождающееся дальнейшим отпуском изделия. После таких манипуляций свойства стали приобретают удвоенную выносливость к образованию трещин по сравнению с состоянием до сварочных работ. Предел выносливости стали же возрастает в 6 раз.

Для сварки элементов, изготовленных из этой стали, требуется первоначально добиться твердости Н=2860-3020 МПа. В этом помогает термообработка стали 40ХН, с последующим отпуском в температурах от 550 до 860 градусов Цельсия. Далее изделие подвергается повторному нагреву в электропечи при температурах от 350 до 400 градусов Цельсия.

Лист стали 40ХН

Затем производится сам процесс сварки в два слоя с обязательной зачисткой от шлака швов в режиме силы сварочного тока от 160 до 200 А. Не мало важно чтобы ток был постоянным с обратной полярностью. Для сварки обычно применяются высококачественные электроды с маркировкой УОНИ 13/55 типа Э50А с диаметром в 4 миллиметра и катетом шва в 8 миллиметров.

Процесс закалки

Процесс обработки высокой температурой стали 40Х и иного сплава называют закалкой. Стоит учитывать, что нагрев выполняется до определенной температуры, которая была определена путем многочисленных испытаний. Время выдержки, после которого проводится охлаждение, а также другие моменты можно узнать из специальных таблиц. Провести нагрев в домашних условиях достаточно сложно, так как в рассматриваемом случае нужно достигнуть температуры около 800 градусов Цельсия.

Химический состав стали 40Х

Результатом сильного нагрева и выдержки металла 40Х на протяжении определенного времени с последующим резким охлаждением в воде становится повышение твердости и уменьшение пластичности. При этом результат зависит от нижеприведенных показателей:

скорости нагрева металла 40Х;
времени выдержки;
от скорости охлаждения.

При проведении работы в домашних условиях следует учитывать температуру обработки и время охлаждения.

Механические свойства стали 40Х в зависимости от температуры отпуска

При выборе метода разогрева поверхности следует обратить внимание на ТВЧ. Этот метод более популярен, чем обычная объемная обработка по причине достижения необходимой температуры за более короткое время.

В домашних условиях ТВЧ используется крайне редко. После проведения работы при использовании ТВЧ повышается эксплуатационная прочность детали, что связано с появлением поверхностных сжимающих напряжений.

Провести закалку 40Х на примере изделия болта М24 можно следующим образом:

разогревается электропечь;
следует провести разогрев до 860 °C, для чего в некоторых случаях необходимо 40 минут;
время, необходимое для аустенизации, после которого проводится охлаждение, составляет 10-15 минут. Равномерный желтый цвет изделия – признак правильного прохождения процесса закалки 40Х;
завершающим этапом становится охлаждение в ванной с водой или другой жидкостью.

Определить самостоятельно момент, после которого следует охладить металл, в промышленных и домашних условиях невозможно. Именно поэтому по проведенным исследованиям было принято, что для нагрева металла в электропечах необходимо 1,5-2 минуты на один миллиметр, после чего структура может быть перегрета.

Определение твердости проводится по методу Роквелла. Улучшение, проведенное путем отпуска или закалки, можно измерить при помощи обозначения HRC. Стандартное обозначение HR, к которому проводится добавление буквы в соответствии с типом проведенного испытания. Обозначение HRC наиболее часто встречается, последняя буква означает использование алмазного конуса с углом 1200 при испытании.

Обработка и закалка

После сварочных работ готовая деталь охлаждается за счет понижения температуры при отключении печи, при этом находясь под чутким контролем. В результате таких манипуляций полученный на изделии шов при рентгеновском облучении покажет отсутствие дефектов. Наличие поверхностных трещин проверяется зачисткой и шлифовкой швов с последующим нанесением слоя кислоты.

Также качество сварочного соединения проверяется современными макрошлифами.

Изготовленные с применением подобной технологии изделия успешно проходят макроисследования при котором выявляются плотность строения наплавленного металла в зоне сварочного шва и ближайших к нему зон. Микроструктура в этих местах изменяется от ферритно-перлитной до сербитообразной перлитной. Также образцы деталей из стали 40ХН проходят испытание на твердость, смысл которой в том, чтобы подтвердить неизменность структуры стали в зоне шва после сварки.

Закалка изделий из данного материала происходит в процессе погружения в масло, однако детали крупных габаритов иногда закаливают в воде после чего, как можно скорее, перемещаются в масло или подвергаются воздействию низкий отпуска. Не редкостью является и процесс закаливания высокочастотными токами, после нагрева которыми производится отпуск. В конечном итоге, такие манипуляции повышают твердость поверхности изделия.

Закалка стали в домашних условиях

Бывают ситуации, когда домашний мастер сталкивается с проблемой повышения прочностных характеристик бытового инструмента. Причем для решения этой задачи нет необходимости обращаться к специалистам, поскольку он сам может все сделать самостоятельно. Справиться с этой задачей можно, обладая минимум оборудования и знаний.
Рассмотрим более подробно ситуацию на топоре. Если рассматривается инструмент советского производства, то можно не сомневаться в его высоком качестве изготовления. В то же время подобного нельзя сказать об изделиях, которые продаются сегодня. Если присутствуют признаки заминания или выкрашивания, то из этого можно сделать вывод о нарушении требований технологии закалки. Однако в силах каждого мастера исправить эту ситуацию.

Первое, что нужно сделать — разжечь костер с углями. Желательно довести его до такого состояния, чтобы угли имели как можно более белый цвет. Так можно будет понять, что они нагрелись до максимально высокой температуры. Помимо этого, нам понадобятся две емкости. В первую мы нальем масло, в качестве которого можно использовать обычное машинное. Другой же резервуар следует наполнить чистой холодной водой.

Дождавшись момента, когда кромка инструмента приобретет малиновый цвет, топор извлекают из костра. Чтобы избежать ожога вследствие взаимодействия с высокой температурой, рекомендуется использовать кузнечные клещи или любую иную альтернативу им. После этого нужно быстро поместить топор в емкость с маслом и держать его там в течение 3 секунд. По истечении этого времени топор извлекают, дают остыть ему в течение тех же 3 секунд, после чего операцию повторяют. Проводить процедуру погружения топора в масло нужно до тех пор, пока инструмент не лишится своего яркого света.

Далее нам предстоит погружать топор в емкость с водой, при этом важно периодически мешать жидкость. Этой операцией завершается закалка стали в домашних условиях.

Процессы термической обработки

Процессы термической и химико-термической обработки металлов.

Процесс термической обработки придает стальному изделию требуемые свойства во всем его объеме или в части объема.

Процесс термической (или химико-термической) обработки стали состоит из трех последовательных этапов

нагрев до требуемой температуры с определенной скоростью;
выдержки при этой температуре в течении требуемого времени;
охлаждения с заданной скоростью.

Измерение этих факторов определяет различные свойства стали.

К химико-термической обработке относятся

азотирование;
цианирование;
сульфидирование;
сульфоцианирование;
алитирование;
хромирование;
силицирование;
цинкование;
борирование.

К процессам термической обработки относятся

отжиг
нормализация
закалка
отпуск
старение
обработка холодом

Отжиг применяется преимущественно для отливок, проката и поковок из углеродистой и легированной стали (например: стали марок 40 Х, 45Х, 40XC, 40XH) с целью понижения твердости или уменьшения внутренних напряжений в отливках, поковках и сварных изделиях, подготовки структуры к последующей термообработке и улучшения структуры неоднородности.

Например: для улучшения обрабатываемости резанием и получения повышенной чистоты поверхности при зубодолблении, фрезеровании и протягивании шлицев у деталей, изготовленных из стали 40ХНМА, применяется изотермический отжиг при 760 ºС с быстрым охлаждением до 635 ºС, при этой температуре в течении 4-6 часов и дальнейшим охлаждении на воздухе (изотермический отжиг).

Нормализация отличается от полного отжига характером охлаждения, которое после выдержки деталей при температуре процесса производится на воздухе. При этом получатся сталь несколько более высокой твердостью и мелкозернистой структурой, чем при отжиге. Нормализация используется для исправления структуры сварного шва, выравнивания структурной неоднородности получения мелкозернистой структуры.

Закалка стали — процесс термической обработки, обуславливающий получение структур аустенита, мартенсита, троостита. Закалка применяется для отливок, поковок, штамповок и механически обработанных деталей с целью повышения твердости, прочности, износостойкости, коррозионной стойкости.

Закалка состоит из нагрева стали до температуры выше или в интервале превращений, выдержки при этой температуре и последующего охлаждения обычно с большой скоростью (в водных растворах солей NaOH, NaCl в воде, масле, в расплавленных солях, на воздухе)

Механические свойства закаленной стали марки 40 в зависимости от типа закалочной среды и температуры отпуска

Показатель прочности	Температура отпуска в ºС	Закалка
Показатель прочности	Температура отпуска в ºС	При 850 ºС в масле 45 ºС	При 820 ºС в воде 35 ºС	При 820 ºС в 8% растворе NaOH 35 ºС
σ T в кГ/мм²	300 400 500	68 62 55	100 90 75	112 95 80
σ в кГ/мм²	300 400 500	88 78 68	105 100 85	126 110 100
δ в %	300 400 500	16 18 20	9 12 14	5 12 14
Примечание. Термообработка заготовок диаметром 25 мм; разрывные образцы диаметром 20 мм вырезались из центральной части заготовок.

Поверхностной закалке подвергают гильзы цилиндров, поршневые пальцы двигателей внутреннего сгорания, зубья шестерен, валики, пальцы трака и другие детали.

Отпуск — процесс термообработки предварительно закаленной стали, обуславливающей получение более равновесных структур. Отпуск применяется после закалки (нормализации) стальных отливок, поковок, проката, и механически обработанных деталей, при этом повышаются вязкие свойства, уменьшаются внутренние напряжения и хрупкости.

Старение — процесс термообработки, предназначенный для ускорения завершения превращений в стали и стабилизации размеров изделий. Старение заключается в нагреве закаленных изделий до 150-180 ºС и выдержке при этой температуре в течении 5-25 часов.

Старение применяется для инструментов и точных деталей (игла распылителя, плунжер, втулка и другие)

Температура закалки и отпуска, а также получаемые твердости для стали марок 40XH и 40X

Марка стали	Закалка			Отпуск		Твердость
	После цианирования при температуре в ºС	Объемная при температуре в ºС	Охлаждающая среда	Температура в ºС	Охлаждающая среда	Cердцевины		Поверхности HRC
	После цианирования при температуре в ºС	Объемная при температуре в ºС	Охлаждающая среда	Температура в ºС	Охлаждающая среда	HB	HRC	Поверхности HRC
40X	820-830	—	масло	180-200	—	—	—	48-56
	—	820-830	вода	580-600	вода	~302	—	—
	—	840-860	масло	180-200 350-400 550-600 600-650	вода	— — 341-415 269-302	46-53 35-40 — —	— — — —
40XH	—	820-840	масло	550-600 600-650	— —	255-286 230-260	— —	— —
810-830	—	масло	190-200	—	—	—	—	50-54

Crucible S45VN Steel — все, что вам нужно знать

Спасибо Джону Дайсу, Майклу Футу, Сюню Фану и Марку Вандервесту за то, что они стали сторонниками Knife Steel Nerds Patreon!

Спасибо Niagara Specialty Metals за получение слитка S45VN для экспериментов, необходимых для этой статьи.

История S45VN

S45VN — это новая нержавеющая сталь порошковой металлургии, производимая компанией Crucible, о которой только что было объявлено. См. Таблицу здесь.

Crucible Industries была первой компанией, которая в 1970 году начала промышленное производство инструментальных сталей для порошковой металлургии. Подробнее о порошковой металлургии и ее истории вы можете прочитать в этой статье. Первой крупной нержавеющей сталью PM в Crucible была сталь S60V, ранее называвшаяся 440V, и самая ранняя запись, которую я могу найти, относится к 1983 году [1]. Компания Crucible производила стали с очень высокой износостойкостью в сочетании с хорошей ударной вязкостью, создавая их с высоким содержанием ванадия.Ванадий образует очень твердые карбиды, которые способствуют износостойкости, а использование порошковой металлургии позволяет сохранить размер карбида небольшого размера для обеспечения хорошей вязкости. S60V был модификацией обычной нержавеющей стали 440C с добавлением 5,5% ванадия с соответствующим увеличением содержания углерода. Однако высокое содержание хрома в S60V (17%) снижает количество образовавшегося карбида ванадия. Вместо этого образуется сложный карбид хрома, который не имеет такой высокой твердости, как чистый карбид ванадия.Вы можете узнать больше о взаимодействии различных элементов при формировании карбидов в этой статье. Исследователи Crucible обнаружили, что если содержание Cr было снижено с 17 до 14%, количество образовавшегося карбида ванадия было намного больше, и это привело к увеличению износостойкости для данного содержания ванадия:

Это снижение содержания Cr привело к созданию нержавеющей стали S90V, которая содержит 14% Cr и 9% V. Сталь, как было установлено, имеет хорошее сочетание ударной вязкости, коррозионной стойкости и очень высокой износостойкости.Патент на S90V был подан в 1995 г. [2]. Однако производители ножей и производители ножей также хотели более сбалансированную нержавеющую сталь, поскольку высокая износостойкость S90V может затруднить обработку стали и заточку для конечного потребителя. Исследователи Crucible использовали те же 14% Cr, что и S90V, чтобы наилучшим образом использовать добавки ванадия, но также стремились улучшить коррозионную стойкость за счет увеличения содержания молибдена. В нержавеющую подшипниковую сталь 154CM было добавлено 4% Мо, которое было добавлено для «горячей твердости», но также для улучшения коррозионной стойкости.Поэтому добавка Mo может использоваться для нержавеющих сталей с немного более низким содержанием Cr для улучшения коррозионной стойкости. Таким образом, содержание Cr 14% можно использовать для образования карбида ванадия, но восполнить более низкое содержание Cr за счет добавления Мо.

Для поддержания лучшего баланса между износостойкостью и ударной вязкостью они добавили 4% ванадия, в результате чего в 2001 году была выпущена популярная нержавеющая сталь марки S30V, разработанная в тесном сотрудничестве с Chris Reeve Knives. Дальнейшая модификация была сделана в S30V, который стал S35VN, выпущенным в 2009 году.S35VN имел несколько пониженное содержание ванадия (3%) в сочетании с 0,5% ниобия. Это изменение привело к более тонкой структуре карбида и лучшей ударной вязкости и обрабатываемости, чем у S30V, за счет небольшого уменьшения удержания кромки. О влиянии ниобия на сталь читайте в этой статье. В будущем я напишу более подробную историю S30V и S35VN.

S45VN — последняя разработка в этой линейке сталей с повышенным содержанием Cr (16%) для улучшения коррозионной стойкости по сравнению с S30V и S35VN.Среди некоторых энтузиастов бытует мнение, что S30V и S35VN теперь уже старые, так что, возможно, этот новый сорт снова их привлечет. Химический состав S45VN был впервые представлен западным менеджером по продажам Niagara Specialty Metal и специалистом по ножевой стали Фрэнком Коксом. Окончательная доработка химии и методов производства мельниц была разработана Бобом Скибицки из Crucible. Crucible и Niagara объединили свои усилия, чтобы предложить сталь с улучшенной коррозионной стойкостью без ущерба для других свойств.

Конструкция стали С45ВН — азот

Помимо увеличения содержания Cr, S45VN также содержит 0,15% азота. Азот может повысить твердость и коррозионную стойкость нержавеющих сталей, подробнее читайте здесь. S30V также имеет добавку азота [3], что не часто признается, поскольку азот не указан в таблице данных [4]. Добавление азота не производится в S35VN [5], но оно было возвращено для S45VN. В последние годы азотные стали вызвали некоторый интерес и на рынке сбыта таких сталей, как LC200N, BD1N, Nitro-V и 14C28N [6].Стали для порошковой металлургии обычно содержат не менее 0,05% азота в результате поглощения из атмосферы и процесса распыления газообразного азота [2]. Однако азот также можно намеренно добавлять в сталь в больших количествах. В статье о стали, легированной азотом, я сосредоточился в первую очередь на азоте «в растворе», который увеличивает твердость и в некоторой степени коррозионную стойкость. Азот не так склонен к образованию нитридов хрома, как углерод, к образованию карбидов хрома, поэтому азот часто можно добавлять в сталь для повышения твердости без снижения коррозионной стойкости. Однако из-за относительно большого количества ванадия и ниобия в S45VN азот фактически не находится в растворе. Вместо этого азот способствует образованию карбида ванадия и ниобия, что также снижает количество карбидов хрома. Такой сдвиг в предпочтительных типах карбидов улучшает износостойкость за счет большего количества более твердых карбидов ванадия / ниобия (MC), а также улучшает коррозионную стойкость, поскольку образуется меньше карбида хрома (M ₇ C ₃):

ThermoCalc при 1950 ° F

Конструкция S45VN — Ниобий

В статье о добавках ниобия я писал о том, что ниобий является более сильным карбидообразователем, чем ванадий, что приводит к образованию твердых карбидов ниобия даже в высокохромистых сталях.Я использовал ThermoCalc для сравнения S45VN, если бы ниобий был заменен на ванадий, то есть использовал 3,5% V вместо 3,0% V и 0,5% Nb. Я также скорректировал содержание углерода, чтобы поддерживать постоянный углерод «в растворе», чтобы твердость оставалась неизменной. Замена ниобия на ванадий приводит к уменьшению содержания MC (карбидов ниобия и ванадия) и хрома в растворе (коррозионная стойкость), а также к увеличению количества нежелательного карбида хрома (M ₇ C ₃) аналогично азоту. .

ThermoCalc при 1950 ° F

Как отмечено в изделии из ниобия, небольшие добавки ниобия могут также улучшить ударную вязкость за счет улучшения микроструктуры в целом путем изменения последовательности затвердевания. Таким образом, использование ниобия вместо ванадия должно привести к улучшенной микроструктуре в целом, отчасти из-за модификаций затвердевания, а также уменьшения количества карбида хрома. Карбиды хрома укрупняются быстрее, чем карбиды ванадия и ниобия, в сталях для порошковой металлургии, поэтому уменьшение количества карбида хрома помогает с размером карбида.

Таким образом, добавки ниобия помогают улучшить как ударную вязкость, так и коррозионную стойкость за счет увеличения содержания хрома в растворе и уменьшения размера карбида. Комбинация ниобия и азота помогает поддерживать содержание карбида хрома на как можно более низком уровне, чтобы помочь компенсировать увеличение содержания хрома, так что сохраняется хорошая ударная вязкость.

Конструкция S45VN — Азот и ниобий

Восстановление карбида хрома (M ₇ C ₃) из азота и ниобия помогает компенсировать увеличение содержания Cr по сравнению с S30V и s35VN с точки зрения избыточного образования карбида хрома.Карбиды хрома, как правило, больше, чем карбиды ванадия, поэтому количество карбида хрома должно быть как можно меньшим, чтобы максимизировать ударную вязкость. В результате общее содержание карбидов незначительно увеличивается по сравнению с S30V, хотя все же немного выше, чем у S35VN. Общее содержание карбидов в значительной степени определяет ударную вязкость стали. Кроме того, добавление азота позволяет S45VN иметь такое же содержание MC, что и S35VN, несмотря на увеличение содержания хрома (более высокое содержание Cr снижает MC), так что износостойкость и удержание кромки среза хорошие. В таблице ниже вы также можете увидеть C, Cr и Mo в растворе. Углерод в растворе контролирует твердость после закалки (больше — лучше), а хром и молибден в растворе контролируют коррозионную стойкость (больше — лучше). Вы можете видеть, что углерод в растворе остается таким же для S45VN по сравнению с S30V и S35VN, но содержание Cr в растворе выше для повышения коррозионной стойкости. Эти числа рассчитаны с использованием программного обеспечения ThermoCalc:

Конструкция S45VN — Краткое описание

Основные изменения, которые мы ожидаем от S45VN по сравнению с S35VN и S30V, — это улучшение коррозионной стойкости за счет увеличения Cr примерно на 1%.Мы ожидаем снижения ударной вязкости по сравнению с S35VN из-за увеличения общего содержания карбидов. Конструкция, включающая добавки ниобия и азота, должна поддерживать ударную вязкость, аналогичную или более высокую, чем у S30V. Удержание края рассматривается позже в этой статье. Увеличение содержания Cr в растворе приводит к тому, что S45VN имеет такой же уровень Cr, что и Elmax, но он все еще несколько ниже S110V и M390. На следующей диаграмме показаны C и Cr в растворе для ряда ванадиевых нержавеющих сталей PM с использованием оценок ThermoCalc с рекомендуемой температурой аустенизации, указанной в каждом техническом описании:

Термическая обработка и твердость

I термообработал S45VN, обернув его термообработанной фольгой и нагревая в печи Evenheat.Я замочил сталь на 20 минут, закалил пластину между алюминиевыми пластинами толщиной 1 дюйм, а затем обработал холодом либо в бытовом морозильнике, либо в жидком азоте. Затем сталь дважды отпускали по 2 часа каждый раз при указанной температуре. Измерения твердости относительно близко совпадают с данными, приведенными в таблице данных S45VN. Использование морозильной камеры привело к очень незначительному изменению жесткости по сравнению с использованием жидкого азота. Я увеличил температуру аустенизации выше рекомендованного диапазона, указанного в спецификации (1900–2000 ° F), из-за предыдущего опыта термообработки S35VN.

Измерения твердости в листе данных:

Относительно высокая твердость может быть достигнута при температуре 300 ° F в диапазоне 63-64 Rc. Возможно, еще более высокую твердость можно получить путем аустенизации при еще более высоких температурах. Чтобы определить, почему морозильная камера имеет такую же твердость, что и жидкий азот, я использовал магнитное насыщение для измерения количества остаточного аустенита. Было обнаружено, что в обоих случаях содержание остаточного аустенита было относительно низким, поэтому потребовались бы даже более высокие температуры аустенизации, чтобы увидеть разницу между морозильной камерой и жидким азотом.Пик твердости обычно наблюдается около 15% остаточного аустенита. Вы можете увидеть примеры этого с AEB-L в этой статье. Я обычно рекомендую использовать морозильную камеру, если для лечения холода нет жидкого азота или сухого льда. Морозильник не так эффективен для минимизации остаточного аустенита, но это лучше, чем ничего.

Испытания на ударную вязкость

Для проверки ударной вязкости S45VN я провел три различных термообработки, все из которых использовали жидкий азот после закалки.Я использовал такие же малоразмерные образцы без надреза, которые мы использовали ранее, спецификации которых можно найти на этой странице.

Аустенизация при 2000 ° F привела к улучшению как твердости, так и ударной вязкости по сравнению с аустенизацией 1950 ° F, рекомендованной в техническом описании. Улучшение ударной вязкости при более высокой температуре аустенизации было также замечено при термообработке S35VN, который, вероятно, ведет себя примерно так же (у меня еще нет отдельной статьи о S35VN):

Было также обнаружено, что ударная вязкость S35VN достигает пика при температуре отпуска около 350-400 ° F, что также может помочь объяснить, почему термообработка 2000-400 привела к наилучшему сочетанию твердости и вязкости:

Микроструктура С45ВН

Чтобы выяснить причину увеличения ударной вязкости с повышением температуры аустенизации, я изучил микроструктуру образцов 1950–450 и 2000–400. Ранее показанные измерения остаточного аустенита показали лишь небольшое увеличение RA за счет аустенизации при 2000 ° F, что, вероятно, исключает сильное влияние остаточного аустенита. Я обнаружил, что карбиды были значительно мельче при использовании аустенизации 2000 ° F, что, вероятно, объясняет улучшение вязкости:

S45VN — 1950 ° F (20% объема карбида)

S45VN — 2000 ° F (17% карбида)

Хотя температура аустенизации действительно приводит к растворению большего количества карбида, это не всегда приводит к повышению ударной вязкости, поскольку возможен рост зерен, а при большем количестве углерода в растворе существует вероятность охрупчивания.Подробнее об аустенизации и влиянии на свойства читайте здесь: Часть 1, Часть 2, Часть 3. В этом случае с S45VN углерод в растворе не особенно высок, а высокое содержание карбида означает, что рост зерен минимален, поэтому снижение содержания карбида с более высокой температурой привело к повышению прочности. Объем карбида несколько выше, чем рассчитанный в ThermoCalc, указанный ранее в статье. Это ожидается из-за того, что ThermoCalc является расчетом равновесия (бесконечное время выдержки).

Сравнение микроструктуры с другими сталями

Для сравнения, здесь представлены микрофотографии нескольких других нержавеющих сталей того же общего класса. Микроструктура термообработки 2000 ° F, по-видимому, имеет более мелкие карбиды, чем S30V и Elmax, поэтому мы ожидаем лучшей вязкости, чем эти стали. Однако Vanax имеет меньшие карбиды / нитриды, чем эти другие стали, потому что он в значительной степени не содержит карбидов хрома и потому что нитриды очень медленно укрупняются [7].

S30V — 2000 ° F (20% объема карбида)

S35VN — 1975 ° F (15% карбида)

Elmax — 1975 ° F (19% объема карбида)

M390 — 2140 ° F (22% объема карбида)

Vanax — 1975 ° F (18% объема карбида / нитрида)

S90V — 2050 ° F (23% объема карбида)

Сравнение вязкости с другими сталями

S45VN имеет лишь немного меньшую ударную вязкость по сравнению с S35VN, а S45VN является улучшением по сравнению с S30V, особенно с учетом твердости:

Elmax имел несколько лучшую ударную вязкость, хотя при более низкой твердости, если рассматривать твердость, вязкость S45VN лучше. M390 и 20CV обладают удивительно высокой ударной вязкостью, учитывая высокое содержание карбидов. Я подозреваю, что эти образцы (аустенитизированные при 2140 ° F) имеют относительно высокий остаточный аустенит, который может улучшить ударную вязкость, но не всегда желателен. Надеюсь, позже мы сможем провести дополнительные исследования прочности M390. Vanax имеет более высокую ударную вязкость, чем S45VN, схожий с S35VN с поправкой на твердость.

Рекомендация по термообработке

Основываясь на результатах испытаний на ударную вязкость, я считаю, что более высокая температура аустенизации, чем рекомендованная в таблице данных 1950 ° F, является наилучшей.Аустенизация при 2000 ° F в сочетании с криогенным отпуском и отпуском при 400 ° F привела к хорошему сочетанию твердости (61-62 Rc) и ударной вязкости вместе с низким остаточным аустенитом. Более высокая температура аустенизации также приводит к небольшому увеличению содержания хрома в растворе для лучшей коррозионной стойкости. Я использовал 20-минутную выдержку для стали большего размера 1/8 дюйма и закалял дважды по два часа каждый раз. Если жидкий азот недоступен, используйте сухой лед, а если ни того, ни другого, то лучше всего использовать морозильную камеру. Обработка холодом менее эффективна, если между закалкой и обработкой холодом есть пауза, особенно при использовании морозильной камеры.Вы можете узнать больше о криообработке здесь: Часть 1, Часть 2 и Часть 3. Если требуется дальнейшее увеличение твердости для обеспечения высокого удержания кромки или стабильности кромки, закалите ее в диапазоне от 300 до 350 ° F.

Удержание края

В таблице данных S45VN указано значение удержания кромок CATRA относительно 440C, которое составляет 143%. Это по сравнению с 440C, который составляет 100%, S30V на 145% и M390 / 20CV на 180%. Однако в таблице данных есть звездочка рядом со значением 143% и говорится, что оно «основано на отзывах рынка.К этим оценкам, возможно, следует относиться с некоторым подозрением, поскольку в таблице данных S35VN есть та же звездочка для его значения 145%, что ставит его на тот же уровень, что и S30V, но независимые эксперименты показали, что S35VN составляет около 132% при 61 Rc [8]. В том же исследовании были найдены значения для 61 Rc S30V при 149% и 61,5 Rc M390 при 179% [8], которые аналогичны значениям, полученным от Crucible (хотя для 20CV, а не для M390). Однако Боб Скибитски из Crucible подтвердил мне, что число 143% основано на реальных экспериментах CATRA.Интересно, что в таблице данных S45VN недавно скорректированное значение CATRA S35VN, равное 140%, лучше отражает несколько уменьшенное удержание краев у S35VN по сравнению с S30V.

Используя расчетное содержание карбида ThermoCalc, мы можем использовать ранее разработанное уравнение для прогнозирования удержания кромок, чтобы определить приблизительное удержание кромок CATRA. S45VN имеет более высокое содержание карбида хрома по сравнению с S35VN и S30V, при этом MC эквивалентен S35VN, но ниже, чем S30V. Таким образом, мы ожидаем лучшего удержания кромок, чем S35VN, но где он находится по сравнению с S30V, трудно предсказать с уверенностью.Уравнение ставит S45VN примерно на 142% при 61 Rc, что очень близко к значению, предоставленному Crucible. Это ставит сталь в соответствие с Elmax и S30V, как показано на следующей диаграмме:

Надеюсь, мы увидим некоторые независимые тесты CATRA, чтобы подтвердить, но похоже, что S45VN имеет очень похожее удержание кромок на S30V и Elmax. Вот еще несколько сталей в таблице для сравнения:

Коррозионная стойкость

Как обсуждалось в разделе о конструкции, S45VN имеет более высокое содержание Cr в растворе по сравнению с S30V и S35VN, но каждый из них содержит аналогичный Мо в растворе.Следовательно, коррозионная стойкость стали S45VN должна быть улучшена по сравнению с более ранними сталями серии S30. С аналогичным Cr в растворе, что и Elmax, но с более высоким содержанием Mo, это также должно быть небольшим улучшением коррозионной стойкости по сравнению с Elmax. S110V и M390 / 20CV / 204P действительно имеют более высокое содержание Cr в растворе, чем S45VN. S110V также имеет такое же содержание Mo, поэтому он должен иметь лучшую коррозионную стойкость, чем S45VN. Однако содержание Mo в M390 ниже, поэтому трудно предсказать, как все будет сбалансировано при сравнении более высокого Cr и более высокого Mo.Я проверил S45VN в моем тесте на коррозию при распылении 1% морской воды. Результаты этих экспериментов (за вычетом С45ВН) ранее были показаны в этой статье. Я аустенитизировал S45VN при 1950 ° F, как рекомендовано в техническом описании, но аустенизация на 2000 ° F привела бы к немного лучшей коррозионной стойкости. Ниже приведено сравнение S45VN и S35VN, где 24 часа слева и 48 часов справа. S45VN несколько лучше, особенно через 24 часа.

S45VN

S35VN

204P (такой же, как M390 и 20CV)

Это ставит S45VN наравне с 204P / M390 / 20CV, как показано в этой сравнительной таблице моих предыдущих экспериментов по коррозии.«Рейтинг коррозии» основан на том, сколько ржавчины было видно на образцах после 24 часов воздействия 1% соленой воды.

Приведенный выше рейтинг является экспериментальным результатом и отличается от «рейтинга коррозионной стойкости», который я присвоил каждой стали для ножей в виде таблицы в нижней части коррозионного изделия. В этой таблице S45VN будет иметь значение 8,4 на основе указанных критериев или 8,6 при аустенитизации 2000 ° F, которую я рекомендую. При сравнении со сталями того же класса это несколько ниже рейтинга Vanax (10), M390 (9.1) и S110V (9,1), но выше рейтингов для Elmax (7,8), S35VN (7,8), S30V (7,7) и S90V (7,4). Значения являются приблизительными, а фактические характеристики коррозионной стойкости будут зависеть от агрессивных сред, термообработки и отделки поверхности.

Шлифовка, полировка и заточка

Одним из основных ограничивающих факторов при полировке и заточке является количество твердых MC (карбидов ванадия или ниобия). Эти карбиды тверже стандартных абразивов, что затрудняет полировку.Ожидается, что с таким же содержанием MC, что и у S35VN, S45VN будет точить и полировать аналогичным образом. И его должно быть несколько легче полировать и точить, чем S30V. Поэтому сталь стоит попробовать тем, кто предпочитает заточку Elmax S30V. Это будет не так просто обработать, как что-то вроде CPM-154, которое является фаворитом среди изготовителей нестандартных ножей, которые наносят покрытия вручную.

Резюме и выводы

S45VN показывает улучшенную ударную вязкость и коррозионную стойкость по сравнению с S30V наряду с аналогичным удержанием кромок.Или немного уменьшенная ударная вязкость по сравнению с S35VN, но с улучшенной коррозионной стойкостью и удержанием кромки. Я думаю, он показывает лучший общий набор свойств, что делает S45VN хорошим обновлением до S30V или S35VN. В качестве альтернативы можно использовать S35VN для немного лучшей ударной вязкости, но если ударная вязкость является ограничивающим фактором, существуют стали со значительно более высокими значениями. S45VN — это своего рода постепенный прогресс, но в целом он кажется улучшением по сравнению с более ранними сталями серии S30. Я также думаю, что S45VN является усовершенствованием по сравнению с Elmax, поскольку он имеет аналогичное удержание кромки, но несколько лучшую потенциальную твердость, коррозионную стойкость, ударную вязкость и более мелкую карбидную структуру.Я рекомендую термическую обработку для S45VN: аустенизацию при 2000 ° F, быструю закалку и холодную обработку с последующим отпуском 300-400 ° F в зависимости от желаемой твердости.

[1] Железный век Чилтона 226 (1983): стр. vi.

[2] Пинноу, Кеннет, Уильям Стаско и Джон Хаузер. «Коррозионно-стойкие изделия из инструментальной стали с высоким содержанием ванадия для порошковой металлургии с улучшенной износостойкостью металл о металл и способ их производства». Патент США № 5679908, выдан 21 октября 1997 г.

[3] http://www.crucible.com/PDFs/DataSheets2010/dsS30Vv1%202010.pdf

[4] http://staging.njsteelbaron.com/wp-content/uploads/2019/05/CPM-S30-V-1-8-HT-NR66769.pdf

[5] http://staging.njsteelbaron.com/wp-content/uploads/2019/05/CPM-S35.-3-32-HT-NR67798.pdf

[6] https://knifenews.com/are-we-entering-the-era-of-nitrogen-based-blade-steels/

[7] Линдвалл, Грета. «Многокомпонентные диффузионные реакции в инструментальных сталях: эксперимент и теория.PhD, Королевский технологический институт KTH, 2012 г.

[8] https://knifesteelnerds.com/wp-content/uploads/2018/08/Bohler-Uddeholm-CATRA. pdf

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

(PDF) Повышение износостойкости стали C45 с помощью плазменного азотирования, нитроцементации и дуплексной обработки азотированием / фосфатированием марганца

Повышение износостойкости стали C45 с помощью плазмы

Азотирование, азотирование и азотирование / марганец

Дуплексная обработка фосфатированием

TV Doan, D Kusmič, M Pospíchal, D Dobrocký

Военно-технический факультет, Университет обороны в Брно, Kounicova 65, 662 10

Брно, Чешская Республика

E-mail: [email protected], [email protected], [email protected],

[email protected], [email protected]

Аннотация: Эта статья посвящена влиянию плазмы азотирование, нитроцементация и азотирование /

Дуплексная обработка фосфатированием марганца для повышения износостойкости стальной основы C45. Испытание на износ

«шарик на диске» было проведено для оценки коэффициента трения и скорости износа с использованием трибометра BRUKER UMT-3

. Результаты анализа показали, что нитроцементация обеспечивает лучшую износостойкость

; худшей износостойкостью было плазменное азотирование.Марганец фосфатирование

Покрытие

позволило снизить коэффициент трения, повысить износостойкость азотированного слоя. Используемая обработка поверхности

также улучшает неравномерный износ закаленной поверхности по направляющей скольжения.

1 Введение

Во время относительного движения между двумя частями возникают пути трения, что приводит к износу и

повреждению этих частей или одной из них [1]. Хотя износ можно уменьшить с помощью смазки, во многих случаях

мы должны рассчитать, что машина работает без смазки (сухое трение).В истории обработки поверхности

, твердого хромирования, очень эффективного метода повышения коррозионной и износостойкости,

широко используется в воздушном пространстве, автомобилестроении и военной промышленности. Однако во время процедуры хромирования

использованный шестивалентный хром серьезно влияет на здоровье человека и окружающую среду.

Количество обработок поверхности рекомендуется для замены твердого хромирования в промышленности.

Нитроцементация и плазменное азотирование являются одними из лучших способов повышения коррозионной стойкости, износостойкости

и срока службы механических компонентов.Механические и трибологические свойства

азотированных деталей зависят от параметров процесса, таких как продолжительность обработки, атмосфера, температура, давление

и т. Д., А состав конкретных нитридных фаз имеет прямое влияние на износостойкость

[2, 3 ]. В процессе плазменного азотирования формируются два слоя с различными свойствами: внешний слой соединения

, состоящий из фаз ε-Fe2-3N и γ΄-Fe4N, и толстый внутренний диффузионный слой.

Фосфатирование — это наиболее важная обработка поверхности для повышения коррозионной стойкости материала.В

покрытие из фосфата марганца демонстрирует высокую твердость, превосходную коррозионную и износостойкость.

Из-за способности впитывать смазочные материалы фосфатирование марганцем в основном используется для поршней и в оружейной

промышленности, чтобы облегчить скольжение движущихся частей, работающих в смазочных материалах, за счет уменьшения трения

между металлическими частями. Сталь

C45 — это простая углеродистая сталь для закалки и отпуска, широко используемая в машиностроении

и автомобильных компонентах благодаря низкой стоимости и хорошему сочетанию механических свойств.При производстве оружия

сталь C45 применяется для изготовления стволов пистолетов или ружей и других деталей.

4-я Международная конференция Последние тенденции в конструкционных материалах IOP Publishing

IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 179 (2017) 012017 doi: 10.1088 / 1757-899X / 179/1/012017

Международная конференция по последним тенденциям в физике 2016 г. (ICRTP2016) IOP Publishing

Journal of Physics: Conference Series 755 (2016 ) 011001 DOI: 10. 1088 / 1742-6596 / 755/1/011001

Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение

этой работы должно содержать указание на автора (авторов) и название работы, цитирование журнала и DOI.

Издается по лицензии IOP Publishing Ltd

40HN, 40ChN, 40XH, 45HN, 45ChN

45ХН, 40ЧН, 40ХН — сталь конструкционная легированная для термического улучшения в соответствии с PN-89 / H-84030/04 и PN-72 / H-84030.

Cr 903 9035 S: 90353336 0,356

Стандарты	Марки стали
	Химический состав%
	C:	Mn:	Si:	P:
Ni:	V:	Ti:	Cu:	N:	W:
PN	45HN													. 49	0,5 — 0,8	0,17 — 0,37	<0,035	<0,035	0,45 — 0,75	—	1,0 — 1,4	—	—	—	—	—	—	*ГОСТ*	45ЧН — 45ХН — 45ХН
PN	0,41 — 0,49	0,5 — 0,8	0,17 — 0,37	<0,035	<0,06 <0,035	<0,03515	1,0 — 1,4	<0,05	<0,03	<0,30	<0,008	<0,2																*ГОСТ*
*ГОСТ*	40ХН6 — 40Х409													40ХН6 — 40ХН6 — 40Х409 0,44	0,5 — 0,8	<0,20	<0,035	<0,035	0,45 — 0,75	<0,15	1,0 — 1,4	<0,05	<0,03	<0. 30	<0,008	<0,2
*ГОСТ*	*GB / T*	45CrNi — A40452 — A 40452
0,42 — 0,49	*GB / T*	0,5 — 0,5 — 0,035	<0,035	0,45 — 0,75	<0,15	1,0 — 1,4	—	—	<0,30	—	—
52 GOST — 40ХН-Ш — 40ХН-ш
52 GOST — 40ХН-Ш — 40ХН-ш	0.36 — 0,44	0,5 — 0,8	0,17 — 0,37	<0,025	<0,015	0,45 — 0,75	<0,15	1,0 — 1,4	<0,05	<0,03	<0,05 0,008	<0,2
*JIS*	SNC 236 — SNC 1 — SNC236 — SNC1
*JIS*	0,32 — 0,40	0,5 — 0,8	0,5 — 0,8	0,12030	<0,030	0,50 — 0,90	—	1,0 — 1,5	—	—	<0,30	—	—
9 БДС000N 45000 — *9 БДС000N 45ХН*
9 БДС000N 45000 — *9 БДС000N 45ХН*	0,41 — 0,49	0,5 — 0,8	0,17 — 0,37	<0,035	<0,035	0,45 — 0,75	<0,15	1,0 — <1,4	05	<0,03	<0,30	—	<0,2

Сталь 45HN — Технические условия и применение

Конструкционная легированная сталь со средней закалкой для термического улучшения, поверхностного упрочнения — пламенного и индуктивного упрочнения, высокая прочность, пластичность, ударопрочность и стойкость к истиранию.

Используется для деталей машин, двигателей и автомобилей, которые из-за их размеров не могут быть науглерожены. Вымачивание продуктов в ванне с цианистой солью увеличивает стойкость к истиранию.Сплав 45HN также подходит для поверхностного упрочнения после термического улучшения.

Кроме того, он имеет улучшенную стойкость к истиранию поверхности, которую он приобретает при нагревании в солевой ванне, содержащей цианид. Кроме того, хорошей характеристикой марки 45HN является устойчивость к деформации при закалке. Сталь

45ХН трудно поддается сварке, и в исключительных случаях обработку следует проводить после размягчения. Используется в качестве стали для валов машин, шестерен, зубчатых ободов, винтов, кованых и гнутых валов, штоков поршней для паровых двигателей, молотов и насосов.

Механические свойства сплава 45HN

835 МПа 903

Механические свойства
Прочность на растяжение	R _м	> 1030 МПа
	900 Предел текучести
Вязкость надреза	KCU	> 56 Дж
Усадка	Z	> 45%
Удлинение	A		~ 7,83 кг / дм ³
Твердость в размягченном состоянии	HB	<207 HB

16-40 мм6 4099% 92269

Термическая обработка стали 45HN

— Для больших размеров сталь 45HN закаливается в масле

— Закалка в воде 45HN проводится в воде, чтобы избежать отпускной хрупкости

64 Свойства		40-100 мм	100-160 мм
64 Свойства		8
Прочность на разрыв 903 99	R _м	1080 — 1230 МПа	980 — 1130 МПа	830 — 980 МПа	740-880 МПа
Предел текучести	R _e	> 880 780 МПа	> 690 МПа	> 540 МПа
Вязкость надреза	KCU	—	> 40 Дж	> 40 Дж	—
> 45%	> 45%	> 45%
Удлинение	A	> 9%	> 10%	> 12%	> 13%

9039 9035 на воздухе

Сварка, соединение и резка стали 45HN

Стальные изделия 45HN могут подвергаться дуговой плазменной резке, кислородно-ацетиленовой и пропан-бутановой кислородной резке. Перед резкой сталь необходимо нагреть до 250 — 300 ℃. После резки сталь следует охладить на воздухе.

45HN можно сваривать трением, резистивной или электрической сваркой в размягченном и термообработанном состоянии, обеспечивая после процесса подходящую термообработку для поддержания стабильных параметров материала.

Как было сказано выше, сталь 45ХН не относится к легко свариваемым маркам. Обработку следует проводить только в исключительных случаях в размягченном состоянии поставки материала.Сталь с гораздо большими размерами требует интероперабельного повторного отжига.

Сталь можно сваривать дуговой сваркой электродами с покрытием или в оболочке из CO ₂ с предварительным нагревом материала до соответствующих температур. Когда процедура сварки завершена до того, как материал остынет, стыки следует подвергнуть размягчающему отжигу.

Если условия не позволяют обрабатывать сталь, сталь следует накрыть матами или охладить в горячем песке.

Ниже приведена таблица температур для предварительного нагрева материала перед сваркой.

Тип термообработки	Coo Тип линга	Температуры
Нормализационный отжиг	на спокойном воздухе	840 — 880 ℃
Смягчающий отжиг	медленное охлаждение
810 — 840 ℃
w oleju	820 — 850 ℃
Темперирование	в воде	550 — 650 ℃
Темперирование	на воздухе	550 —
550-

Температура

Температура замачивания материала 45HN
Размеры	<15 мм	15–25 мм	25–50 мм
250
95099 200 — 300 ℃	250 — 350 ℃

В классе 45ХН компания поставляет:

Перечень аналогов и другие определения стали 45ХН,

9Х0002 45ХН , 40ЧН, 40ХН, 40ХН, 45ХНи, А40452, А 40452, 40ЧН-Ш, 40ХН-Ш, 40ХН-ш, СНЦ 236, СНЦ 1, СНЦ236, СНЦ1, 45ЧН, 45ХН, 45ХН

Улучшенная коррозионно-стойкая сталь для строительства автомобильных мостов. Основанное на знаниях проектирование

FHWA Контактное лицо: Ю.Пол Вирмани, HRDI-10,
(202) 493-3052, [email protected]

PDF Версия (89 КБ)

PDF-файлы можно просматривать с помощью Acrobat® Reader®

Введение

Использование погодоустойчивой стали для строительства новых автомобильных мостов в последнее время значительно расширилось. Эти стали обеспечивают экономию строительных затрат более чем на 10 процентов, потому что нет необходимости красить сталь, поскольку неокрашенную сталь легче устанавливать и обрабатывать.Кроме того, экономия затрат в течение жизненного цикла составляет более 30 процентов, поскольку погодостойкие стали требуют меньше обслуживания и более долговечны, чем обычные конструкционные стали. Кроме того, использование погодоустойчивых сталей обеспечивает значительные экологические преимущества, поскольку краски не содержат летучих органических соединений (ЛОС), а также нет необходимости в удалении или утилизации загрязненных обломков после взрыва в течение всего срока службы конструкции. Тем не менее, современные погодоустойчивые стали не считаются подходящими для морской среды и других сред с высоким содержанием соли.Целью этого проекта было указать новые направления для разработки недорогих сталей с гораздо лучшими погодными характеристиками, чем у используемых в настоящее время погодостойких сталей.

Подход

Этот проект не предусматривал экспериментальных лабораторных или полевых испытаний сталей, устойчивых к атмосферным воздействиям. Вместо этого он был сосредоточен на обширном анализе доступных данных относительно погодных характеристик сталей в различных средах, влияния различных обычных и нетрадиционных легирующих элементов на атмосферостойкость сталей и механизмов, ведущих к снижению скорости коррозии этих сталей, с целью предложить способы улучшения погодных характеристик модифицированных существующих сталей.Предыдущее проектирование атмосферостойких сталей было чисто эмпирическим, и при проектировании стали основное внимание уделялось небольшому количеству обычных элементов, таких как марганец (Mn), кремний (Si), хром (Cr), никель (Ni), медь (Cu), молибден. (Mo) и фосфор (P) в узком диапазоне концентраций. Поскольку влияние этих элементов на коррозионные свойства сталей было хорошо известно в течение многих десятилетий, лишь незначительное улучшение погодных условий стали могло быть достигнуто путем регулирования концентраций этих элементов.

С более широким использованием термодинамики (например, диаграмм Пурбе), спектроскопии электрохимического импеданса (EIS), рентгеновской дифракции (XRD) и мессбауэровской спектроскопии в области коррозии стало очевидно, что может быть несколько различных механизмов для придания коррозионной стойкости. к атмосферостойким сталям в зависимости от природы легирующего элемента и окружающей среды. Таким образом, лучшее понимание механизмов коррозии привело к значительному расширению списка возможных легирующих элементов, улучшающих атмосферостойкость стали.Обсуждение ниже предполагает, что более значительного повышения стойкости сталей к атмосферным воздействиям можно достичь, используя менее распространенные легирующие элементы, такие как вольфрам (W), титан (Ti), алюминий (Al), редкоземельные элементы (RE) и т. Д., Чем при использовании традиционные легирующие элементы. Эти предложения основаны на проведенных в лаборатории ускоренных испытаниях на атмосферостойкость, а также на исследованиях влияния этих элементов на термодинамические, кинетические, электрохимические, кристаллографические и другие свойства слоев самородных оксидов на сталях.

Результаты

Поскольку процесс коррозии является электрохимическим по своей природе, электрический потенциал системы и pH окружающей среды являются очень важными факторами выветривания стали. Диаграммы Пурбе, также известные как диаграммы потенциала / pH, отображают возможные стабильные равновесные фазы водной электрохимической системы. ⁽¹⁾ Атмосферное воздействие на сталь зависит от образования твердой пассивной поверхностной пленки (оксида или соли), которая препятствует дальнейшей коррозии.Диаграмма Пурбе показывает, что чистое железо пассивно при значениях pH от 9 до 12,5 (в этом диапазоне pH образуется гидроксид железа). ⁽¹⁾ Ниже или выше этого диапазона pH железо подвержено коррозии. Диаграммы Пурбе для бинарных систем (железо-другие элементы) или тройных (железо-два других элемента), рассчитанные в Северо-Западном университете и других исследовательских группах, показали следующее:

Добавка Ni предотвращает коррозию железа (Fe) при pH выше 12,5 за счет образования стабильного оксида. Кроме того, Ni расширяет пассивную область до pH 7. ⁽²⁾ Образование двойного оксида шпинели (NiFe ₂ O ₄) на стали во время атмосферных воздействий обеспечивает дополнительную защиту от дальнейшей коррозии.
Когда Cr добавляется к Fe, пассивная область расширяется дальше, чем в случае Ni, до pH, равного 4,5, и при высоких значениях pH не образуются ионы. Таким образом, Cr более эффективен для защиты Fe от коррозии, чем Ni.
Когда W добавляется к Fe, анион (WO ₄) ^-2 образуется при таком низком pH, как 5.⁽³⁾ Этот анион в сочетании с катионом Fe на ранних стадиях выветривания образует соль, которая концентрируется в порах ржавчины и действует как ингибитор коррозии. Ионы не образуются при высоких значениях pH в системах Fe-W. Таким образом, этот сплав также пассивен при высоких значениях pH.
Когда Al добавляют к Fe, образуется стабильный защитный оксид FeAl ₂ O ₄ в широком диапазоне pH (от 4 до 14). ⁽³⁾

Поскольку никакая информация о кинетике коррозии не может быть получена из диаграмм Пурбе, был проведен дальнейший анализ влияния этих элементов на морфологию и электрическое (импедансное) сопротивление пленок, образующихся на поверхности сталей, которые были выполнены другими аналитическими методами. чтобы установить, улучшило ли добавление этих элементов погодостойкость стали.

Ржавчина на стали — это полупроводник; поэтому прямое измерение электрического сопротивления невозможно. Вместо этого EIS успешно применялся для изучения систем коррозии в течение многих десятилетий и оказался мощным и точным методом измерения скорости коррозии. Например, когда EIS использовался для определения удельного сопротивления оксидов на поверхности бинарных сплавов, наибольшее сопротивление ржавчине наблюдалось, когда к Fe был добавлен 1 процент W.⁽⁴⁾ Стойкость ржавчины, образовавшейся на Fe с 1% W, была на порядок выше, чем у ржавчины, образовавшейся на Fe с добавлением 3% кобальта (Co), 0,1% P или 0,8% Al. . Кроме того, стойкость была в несколько раз выше, чем у ржавчины, образующейся на стали, содержащей 0,8% Mo или 3% Ni. Согласно тому 03.02 Американского общества испытаний и материалов (ASTM), Износ и эрозия: испытание металлов , Co, P, Mo и Ni очень эффективны в повышении устойчивости стали к атмосферным воздействиям.⁽⁵⁾ Таким образом, на основании результатов EIS можно было ожидать, что W будет даже более мощным элементом, чем другие, при выветривании сталей.

Другое недавнее исследование сталей, содержащих Al, подтвердило выводы, сделанные на основе анализа диаграммы Пурбе. ⁽⁶⁾ Добавление 0,8% алюминия к стали почти вдвое увеличило сопротивление ржавчины по сравнению с аналогичной сталью без алюминия. Это также предполагает, что Al может значительно улучшить атмосферостойкость сталей.

Добавление в сталь другого элемента, Ti, приводит к изменению морфологии ржавчины (что было обнаружено с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и охарактеризовано с помощью XRD, поглощения азота (N ₂) и мессбауэровской спектроскопии). ⁽⁷⁾ Обогащенные Ti сверхмелкозернистые частицы α-FeOOH закупоривают поры в пленке ржавчины, образующейся на поверхности стали, что значительно увеличивает пассивирующую способность ржавчины. Еще одним преимуществом добавления небольшого количества Ti является его способность подавлять образование перлита в стали, улучшая погодостойкость стали.⁽⁸⁾ Сталь, содержащая перлит, имеет значительно более низкую атмосферостойкость, чем сталь того же состава, но с содержанием углерода в феррите. ⁽⁹⁾

Было обнаружено, что очень небольшие добавки РЭ элементов в сталь значительно улучшают ее атмосферостойкость. В одном исследовании было обнаружено, что после 2250 дней пребывания на открытом воздухе скорость коррозии стали, содержащей очень небольшое количество РЗЭ элементов (0,029 процента), была в два раза меньше, чем у стали без этих элементов.⁽¹⁰⁾ Добавление этих элементов сдвинуло потенциал коррозии стали в положительном направлении, а также значительно увеличило электрическое сопротивление слоя ржавчины. Эти результаты показали, что добавление RE в правильной пропорции может значительно снизить склонность к коррозии и способствовать образованию устойчивого и плотного слоя ржавчины.

Хотя коррозионная стойкость является важным фактором эффективности сталей, при разработке улучшенных погодоустойчивых сталей необходимо учитывать и другие факторы.Эти факторы включают механические свойства, такие как прочность, пластичность и высокое сопротивление разрушению при низких температурах; способность сталелитейных компаний производить сталь с помощью процессов производства стали; простота изготовления стальных конструкций, такая как свариваемость и обрабатываемость; отсутствие неблагоприятного воздействия на здоровье при производстве стали и изготовлении конструкций; приемлемая стоимость; и т. д. Например, P очень эффективен для увеличения атмосферостойкости стали; однако в суммах, превышающих 0.1 процент значительно увеличивает хрупкость стали. Элементы Cr и Mn очень эффективны для атмосферостойкости, но стали, содержащие эти элементы, выделяют канцерогенные пары во время сварки. В результате концентрация этих элементов в стали должна быть сведена к минимуму. Однако элемент Мо очень дорогой, и его по возможности следует избегать.

Как было показано ранее, менее распространенные легирующие элементы в стали (Al, Ti, W и RE) могут значительно влиять на атмосферостойкость стали.Добавление любого из этих элементов или их комбинации не повлияет существенно на цену стали, потому что эти элементы недороги при добавлении в небольших количествах. Было показано, что механические свойства стали улучшаются за счет добавления некоторых из этих элементов. Например, добавление RE к стали улучшило микроструктуру, увеличило прочность и повысило вязкость разрушения. Кроме того, использование алюминия в стали увеличивает ее прочность и не влияет на ударную вязкость.Между тем, использование Ti улучшило микроструктуру, исключило перлит и резко повысило вязкость разрушения при криогенных температурах.

На основе этих результатов предлагается экспериментальный подход к разработке более эффективной погодоустойчивой стали на основе стали ASTM A710 Grade B, разработанной в Северо-Западном университете. ^(11,12) Эта сталь с пределом текучести 70 тыс. Фунтов на квадратный дюйм имеет отличную пластичность, вязкость разрушения, свариваемость, обрабатываемость и устойчивость к атмосферным воздействиям, что превосходит свойства других погодоустойчивых сталей, используемых в настоящее время для мостов.В сталь предлагается добавлять по отдельности следующие элементы: Al — 0,2… 0,8%, Ti — 0,1… 1,0%, РЭ элементы — 0,01… 0,05%, W — 0,3… 1,0%. Необходимо проверить механические свойства и свойства разрушения. Если они соответствуют требованиям к стали для мостов, погодостойкость стали следует исследовать в ускоренных испытаниях. Дополнительные стальные композиции, которые включают комбинацию двух или более из этих элементов, могут быть разработаны после того, как будут выполнены предварительные механические испытания, испытания на излом и коррозия, и будет установлено положительное влияние этих элементов на свойства стали.

Выводы

На основе исследований, проведенных различными группами, и работы, выполненной в Северо-Западном университете, было обнаружено, что многие из менее используемых элементов в стали, таких как Al, Ti, W и RE, могут значительно улучшить атмосферостойкость стали.

Погодостойкая сталь

не может быть спроектирована исключительно на основе ее погодных характеристик. Состав должен быть оптимизирован в отношении погодных характеристик, прочности, пластичности и свойств излома, простоты обработки и изготовления, стоимости и неблагоприятного воздействия на здоровье.

Рекомендуется дальнейшая экспериментальная работа. Например, улучшенная коррозионно-стойкая сталь может быть разработана путем модификации состава стали ASTM A710 Grade B путем добавления элементов Ti, Al, P, W, RE и других элементов, которые обычно не встречаются в сталях.

Список литературы

Pourbaix, M. (1966). Атлас электрохимических равновесий в водных растворах , Pergamon Press, Брюссель, Бельгия.
Нисимура Т.и Кодама, Т. (2003). «Уточнение химического состояния легирующих элементов в железной ржавчине с использованием бинарно-фазового потенциала — диаграмма pH и физические анализы», Corrosion Science , 45 , 1073.
Hara, S. et al. (2007). «Таксономия защитной способности слоя ржавчины с использованием ее состава, образованного на стальном мосту, подверженном атмосферным воздействиям», Corrosion Science , 49 , 1131.
Itagaki, M. et al. (2004). «Электрохимический импеданс тонкой пленки ржавчины низколегированных сталей», Corrosion Science , 46, , 1301.
Международные стандарты ASTM. (2004). Износ и эрозия: испытания металлов , Vol. 03.02, Западный Коншохокен, Пенсильвания.
Нисимура, Т. (2008). «Коррозионная стойкость Si-Al-подшипниковой ультрамелкозернистой атмосферостойкой стали», Science and Technology of Advanced Mater ials, 9.
Накаяма Т., Исикава Т. и Конно Т.Дж. (2005). «Структура гетитовой ржавчины, легированной титаном», Corrosion Science , 47 , 2521.
Vaynman, S. et al. Влияние Ti на энергию разрушения по Шарпи и другие механические свойства стали, упрочненной осаждением меди ASTM A 710 Grade B . Будет опубликовано в 2009 году.
Чжао, Ю.Т. и другие. (2007). «Механические свойства и коррозионное поведение сверхнизкоуглеродистой микролегированной стали», Материаловедение и инженерия A: Структурные свойства материалов, микроструктура и обработка , 454 , 695.
Ван, Л.M. et al. (2008). «Новое исследование по применению редкоземельных металлов в сталях», Журнал сплавов и соединений , 45l , 534.
Вайнман, С., Файн, М.Е., и Бхат, С.П. (2004). «Высокопрочные, низкоуглеродистые, ферритные, упрочняющие осаждением меди стали для применения в цистернах», Материалы конференции по науке и технологиям 2004 г., AIST и TMS, 417, Новый Орлеан, Луизиана.
Vaynman, S. et al. (2002).«Высококачественная сталь, закаленная осаждением медью», Микролегированная сталь , ASM International, 43 .

Researchers — Это исследование было выполнено Северо-Западным университетом, Департамент материаловедения и инженерии, 2220 N. Campus Drive, Evanston, IL 60208, (847) 491-4475.

Распространение —Это краткое техническое описание распространяется в соответствии со стандартным распределением. Прямое распространение осуществляется в отделы и ресурсный центр.

Доступность — Техническое описание можно получить в Центре распространения продукции FHWA по электронной почте на [email protected], по факсу (814) 239-2156, по телефону (814) 239-1160.

Ключевые слова — Легирующий элемент, диаграмма Пурбе, сталь, хлорид-ионы и атмосферостойкость.

Уведомление — Этот документ распространяется при спонсорской поддержке Министерства транспорта США в интересах обмена информацией.Правительство США не несет ответственности за использование информации, содержащейся в этом документе. Правительство США не поддерживает продукцию или производителей. Торговые марки или названия производителей появляются в этом отчете только потому, что они считаются важными для цели документа.

Заявление об обеспечении качества — Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) предоставляет высококачественную информацию для обслуживания правительства, промышленности и общественности таким образом, чтобы способствовать ее пониманию.Стандарты и политики используются для обеспечения и максимального повышения качества, объективности, полезности и целостности информации. FHWA периодически рассматривает вопросы качества и корректирует свои программы и процессы для обеспечения постоянного улучшения качества.

Amazon.com: 2 шт., 4 отверстия, угол наклона 45 градусов, оцинкованная сталь: Товары для дома

Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
Пластины Garvin Industries с четырьмя отверстиями и угловым углом 45 градусов производятся с четырьмя отверстиями 9/16 дюйма и имеют покрытие из оцинкованной стали толщиной 1/4 дюйма.

› См. Дополнительные сведения о продукте

Применение плазменного азотирования для повышения износостойкости и коррозионной стойкости мартенситностареющей стали 18Ни-300, полученной методом селективной лазерной плавки

Fayazfar, H. et al. Критический обзор порошкового аддитивного производства черных сплавов: параметры процесса, микроструктура и механические свойства. Mater. Des. 144 , 98–128 (2018).

CAS Статья Google ученый

Пинкертон А. Дж. [ПРИГЛАШЕНО] Лазеры в аддитивном производстве. Опт. Laser Technol. 78 , 25–32 (2016).

ADS Статья Google ученый

Фрейзер, В. Э. Аддитивное производство металлов: обзор. J. Mater. Англ. Выполнять. 23 , 1917–1928 (2014).

CAS Статья Google ученый

Херцог Д., Сейда В., Вайциск Э. и Эммельманн К. Аддитивное производство металлов. Acta Mater. 117 , 371–392 (2016).

ADS CAS Статья Google ученый

Feng, Q. et al. Квазистатический анализ механических свойств решетчатых структур Ti6Al4V, изготовленных методом селективного лазерного плавления. Внутр. J. Adv. Manuf. Technol. 94 , 2301–2313 (2018).

Артикул Google ученый

Ван, З., Сяо, З., Цзе, Й., Хуанг, С. и Чжан, В. Оптимизация параметров обработки и установление взаимосвязи между микроструктурой и механическими свойствами титанового сплава SLM. Опт. LASER Technol. 112 , 159–167 (2019).

ADS Статья CAS Google ученый

org/ScholarlyArticle»> 7.

Han, Q. et al. Технологичность навесных конструкций из AlSi10Mg, изготовленных методом лазерной наплавки порошка. Mater. Des. 160 , 1080–1095 (2018).

CAS Статья Google ученый

Гу Т., Чен, Б., Тан, С. и Фенг, Дж. Эволюция микроструктуры и механические свойства лазерного аддитивного производства высокопрочного сплава Al – Cu – Mg. Опт. LASER Technol. 112 , 140–150 (2019).

ADS CAS Статья Google ученый

Liu, Y., Pang, Z. & Zhang, J. Сравнительное исследование влияния последующего термоциклирования на микроструктуру и механические свойства нержавеющей стали 316L, расплавленной селективным лазером. Заявл. Phys. Матер. Sci. Процесс 123 , 688 (2017).

Артикул CAS Google ученый

10.

Tillmann, W. et al. Горячее изостатическое прессование деталей IN718, изготовленных методом селективной лазерной плавки. Доп. Manuf. 13 , 93–102 (2017).

CAS Google ученый

11.

Хан, К., Сетчи, Р., Лакан, Ф., Гу, Д. и Эванс, С. Л. Селективное лазерное плавление усовершенствованных нанокомпозитов Al-Al ₂ O ₃: моделирование, микроструктура и механические свойства. Mater. Sci. Англ. Struct. Mater. Проп. Микроструктура. Процесс 698 , 162–173 (2017).

CAS Статья Google ученый

org/ScholarlyArticle»> 12.

Song, J. et al. Влияние термообработки на микроструктуру и механические свойства мартенситностареющей стали 18Ни-300, полученной методом селективной лазерной плавки. Опт. Laser Technol. 120 , 105725 (2019).

CAS Статья Google ученый

13.

Tan, C. et al. Эволюция микроструктуры, поведение нанопреципитации и механические свойства высокоэффективной мартенситностареющей стали марки 300 селективной лазерной плавки. Mater. Des. 134 , 23–34 (2017).

CAS Статья Google ученый

14.

Jaegle, E. A., Choi, P.-P., Van Humbeeck, J. & Raabe, D. Поведение мартенситностареющей стали, полученной путем селективной лазерной плавки, в отношении осаждения и реверсии аустенита. J. Mater. Res. 29 , 2072–2079 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

15.

Tan, C. et al. Микроструктура и механические свойства мартенситностареющей стали 18Ни-300, полученной методом селективной лазерной плавки. В: Труды 6-й Международной конференции по передовому проектированию и производству в 2016 г. (ICADME 2016) (ред.Цзян, З.Й.), т. 96 404–410 (2016).

16.

Bajaj, P. et al. Стали в аддитивном производстве: обзор их микроструктуры и свойств. Mater. Sci. Англ. А 772 , 138633 (2020).

CAS Статья Google ученый

17.

Тан, К., Чжоу, К., Куанг, М., Ма, В. и Куанг, Т. Микроструктурные характеристики и свойства селективной мартенситностареющей стали, плавящейся лазером, с различными направлениями сборки. Sci. Technol. Adv. Mater. 19 , 746–758 (2018).

CAS Статья Google ученый

18.

Bourell, D. et al. Материалы для аддитивного производства. CIRP Ann. 66 , 659–681 (2017).

Артикул Google ученый

19.

de Fernández Ara, J., Almandoz, E., Palacio, J. F. & Fuentes, G.G. Одновременное старение и плазменное азотирование мартенситностареющей стали марки 300: как рабочее давление определяет эффективную диффузию азота в узкие полости. Surf. Пальто. Technol. 317 , 64–74 (2017).

Артикул CAS Google ученый

20.

Шетти К., Кумар С. и Рагхотама Рао П. Влияние ионного азотирования на микроструктуру и свойства мартенситностареющей стали (марка 250). Surf. Пальто.Technol. 203 , 1530–1536 (2009).

CAS Статья Google ученый

21.

Xu, X. et al. Развитие микроструктуры и механические свойства мартенситностареющей стали, полученной методом аддитивного производства с использованием проволоки и дуги. Mater. Charact. 143 , 152–162 (2018).

CAS Статья Google ученый

org/ScholarlyArticle»> 22.

Shamantha, C.R. et al. Микроструктурные изменения при сварке и последующей термообработке мартенситностареющей стали 18Ni (марка 250). Mater. Sci Eng. Структура. Mater. Проп. Микроструктура. Процесс. 287 , 43–51 (2000).

Артикул Google ученый

23.

Ромбоут М., Крут Дж. П., Фройен Л. и Мерселис П. Основы селективного лазерного плавления порошков легированной стали. CIRP Ann.Technol. 55 , 187–192 (2006).

Артикул Google ученый

24.

Wu, Y. Q. & Yan, M. F. Характеристики пластичности модифицированного слоя, полученного плазменной нитроцементацией нанокристаллизованной мартенситностареющей стали 18Ni. Вакуум 86 , 119–123 (2011).

ADS CAS Статья Google ученый

25.

Ohue, Y.& Мацумото, К. Контактная усталость скольжения-качения и износ валков из мартенситностареющей стали с ионным азотированием и дробеструйным упрочнением. Износ 263 , 782–789 (2007).

CAS Статья Google ученый

26.

Оливейра, С. Д., Чипчин, А. П. и Пинедо, К. Э. Одновременная обработка плазменным азотированием и старением дисперсионно-твердеющих пластиковых форм. Mater. Des. 28 , 1714–1718 (2007).

CAS Статья Google ученый

27.

Бай, Ю., Ян, Ю. , Ван, Д., Чжан, М. Механизм влияния процесса параметров и механизм эволюции механических свойств мартенситностареющей стали 300 при селективной лазерной плавке. Mater. Sci. Англ. А 703 , 116–123 (2017).

CAS Статья Google ученый

28.

Казалино, Г., Кампанелли, С. Л., Контуцци, Н. и Людовико, А. Д. Экспериментальное исследование и статистическая оптимизация процесса селективной лазерной плавки мартенситностареющей стали. Опт. Laser Technol. 65 , 151–158 (2015).

ADS CAS Статья Google ученый

29.

Kempen, K., Yasa, E., Thijs, L., Kruth, J.-P. И Ван Хамбик Дж. Микроструктура и механические свойства стали 18Ни-300, плавленной селективным лазером. In Lasers in Manufacturing 2011: Proceedings of the Sixth International WLT Conference on Lasers in Manufacturing, vol. 12, pt A (ред. Шмидт, М., Заех, М., Граф, Т., и Остендорф, А.) 255–263 (2011).

30.

Branco, R. et al. Усталостное поведение образцов мартенситностареющей стали, полученных методом SLM, при нагружении постоянной и переменной амплитуды. Структура процедур. Интегр. 22 , 10–16 (2019).

Артикул Google ученый

31.

Jaegle, E.A. et al. Сравнение микро- и наноструктур мартенситностареющей стали, полученных традиционным способом и с помощью лазерного аддитивного производства. Материалы (Базель) 10 , 8 (2017).

ADS Статья CAS Google ученый

org/ScholarlyArticle»> 32.

Монкова К. и др. Изучение направления 3D-печати и влияния термической обработки на механические свойства мартенситностареющей стали MS1. Arch. Appl.Мех. 89 , 791–804 (2019).

ADS Статья Google ученый

33.

Мутуа Дж., Наката С., Онда Т. и Чен З.-К. Оптимизация параметров селективного лазерного плавления и влияния посттермической обработки на микроструктуру и механические свойства мартенситностареющей стали. Mater. Des. 139 , 486–497 (2018).

CAS Статья Google ученый

34.

Бай Ю., Ян Ю., Сяо З. и Ван Д. Селективное лазерное плавление мартенситностареющей стали: развитие механических свойств и его применение в формах. RAPID Prototyp. J. 24 , 623–629 (2018).

Артикул Google ученый

35.

Conde, F. F. et al. Кинетика и стабильность реверсии аустенита во время отпуска аддитивной мартенситностареющей стали 300. Доп. Manuf. 29 , 100804 (2019).

CAS Google ученый

36.

Муни Б., Курусис К. И. и Рагхавендра Р. Пластическая анизотропия аддитивной мартенситностареющей стали: влияние ориентации сборки и термообработки. Доп. Manuf. 25 , 19–31 (2019).

CAS Google ученый

37.

Bodziak, S. et al. Осадки мартенситностареющей стали марки 300, изготовленной методом селективной лазерной плавки: старение при 510 ° C в течение 2 часов. Mater. Charact. 151 , 73–83 (2019).

CAS Статья Google ученый

38.

Казати, Р., Лемке, Дж. Н., Туисси, А. и Ведани, М. Поведение при старении и механические характеристики стали 18-Ni 300, обработанной селективным лазерным плавлением. Металлы (Базель) 6 , 218 (2016).

Артикул Google ученый

39.

Инь, С. et al. Влияние температуры и времени старения на механические и трибологические свойства мартенситностареющей стали 18Ни-300 селективной лазерной плавки. Доп. Manuf. 22 , 592–600 (2018).

CAS Google ученый

40.

Бай, Й., Ван, Д., Янг, Й. и Ван, Х. Влияние термообработки на микроструктуру и механические свойства мартенситностареющей стали путем селективного лазерного плавления. Mater.Sci. Англ. A 760 , 105–117 (2019).

CAS Статья Google ученый

41.

Кайнер, Ф., Ландек, Д. и Лесковсек, В. Модификации поверхности мартенситностареющих сталей, используемых при производстве пресс-форм и штампов. Mater. Технол. 44 , 85–91 (2010).

CAS Google ученый

42.

Кайнер, Ф., Ландек, Д., Солич, С. И Кайнер, Х. Влияние термохимической обработки на свойства мартенситностареющих сталей. Surf. Англ. 22 , 468–471 (2006).

CAS Статья Google ученый

43.

Godec, M., Donik, C., Kocijan, A., Podgornik, B. & Balantic, DAS Влияние низкотемпературного плазменного азотирования с последующей обработкой на износостойкость и коррозионную стойкость изготовленной из нержавеющей стали 316L методом лазерной наплавки порошка. Доп.Manuf. 32 , 101000 (2020).

CAS Google ученый

44.

Годец, М., Заефферер, С., Подгорник, Б., Шинко, М. и Чернычова, Е. Количественный многомасштабный корреляционный анализ микроструктуры аддитивного производства нержавеющей стали 316L, обработанной селективным лазерным плавлением. Mater. Charact. 160 , 110074 (2020).

CAS Статья Google ученый

45.

dos Reis, A.G. et al. Влияние одновременного плазменного азотирования и старения на микроструктуру и твердость мартенситностареющей стали 300. В Машиностроение и материаловедение современной конструкции и конструкции компонентов Вып. 70 (ред. Ochsner, A. & Altenbach, H.) 277–284 (Springer, Berlin, 2015).

Google ученый

46.

Wang, Y. M. et al. Иерархическая нержавеющая сталь, получаемая аддитивным способом, с высокой прочностью и пластичностью. Нат. Mater. 17 , 63 (2018).

ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

org/ScholarlyArticle»> 47.

Таката, Н., Нисида, Р., Сузуки, А., Кобаши, М. и Като, М. Кристаллографические особенности микроструктуры мартенситностареющей стали, изготовленной методом селективного лазерного плавления. Металлы (Базель) 8 , 440 (2018).

Артикул CAS Google ученый

48.

Асеведо Р., Седлак П., Колман Р. и Фредель М. Анализ остаточных напряжений аддитивного производства металлических деталей с использованием ультразвуковых волн: обзор современного состояния. J. Mater. Res. Technol. 9 , 9457–9477 (2020).

Артикул Google ученый

49.

Ли, К., Лю, З. Ю., Фанг, X. Y. и Го, Ю. Б. Остаточное напряжение при аддитивном производстве металлов. Процедуры CIRP 71 , 348–353 (2018).

Артикул Google ученый

50.

Хираока Ю. и Исида А. Влияние толщины слоя компаунда, состоящего из γ′-Fe4N, на усталостную прочность при изгибе при вращении в азотированной газом стали JIS-SCM435. Mater. Пер. 58 , 993–999 (2017).

CAS Статья Google ученый

51.

Schwarz, B., Goehring, H., Meka, S. R., Schacherl, R.E.И Миттемейер, Э. Дж. Порообразование при азотировании железа и сплавов на его основе: роль легирующих элементов и границ зерен. Металл. Mater. Пер. Phys. Металл. Mater. Sci. 45A , 6173–6186 (2014).

ADS Статья CAS Google ученый

org/ScholarlyArticle»> 52.

Кумар, Н., Шарма, С. и Гангули, Б. Улучшение поверхностных свойств мартенситностареющей стали C300 путем плазменного азотирования. Внутр. J. Eng.Res. Technol. 4 (2018).

53.

Бузакис, Э., Арванитидис, А., Казелис, Ф., Малиарис, Г. и Михайлидис, Н. Сравнение аддитивной мартенситностареющей стали по сравнению с обычной мартенситностареющей сталью по коррозионно-усталостным характеристикам после различных обработок поверхности. Процедуры CIRP 87 , 469–473 (2020).

Артикул Google ученый

Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22.5 дюймов

Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, от 42 до 48 дюймов x 22,5 дюйма Инструменты и предметы домашнего обихода Защитные ворота для помещений

Fabenco G72-45 Серия G Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма, Fabenco G72-45 Серия G Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42 от -до 48 дюймов x 22,5 дюйма, Fabenco Inc, G72-45, универсальные дверцы безопасности с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22. 5-дюймовые Fabenco G72-45 G-Series, Купить Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованная углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма: Защитные барьеры — ✓ БЕСПЛАТНО ДОСТАВКА возможна при соответствующих критериях закупки. Оцинкованная углеродистая сталь A36 от 42 до 48 дюймов x 22,5 дюймов Fabenco G72-45 Серия G Универсальные ворота безопасности с шарнирным креплением.

Fabenco G72-45 Серия G Универсальные дверцы безопасности с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма

Fabenco G72-45 G-Series Универсальные калитки безопасности с шарнирным креплением, оцинкованная углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22.5 дюймов: Товары для дома. Купить Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованная углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма: защитные барьеры — ✓ БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при определенных покупках. Простота установки。 Пружины из нержавеющей стали。 Разнообразные варианты отделки — доступны оцинкованные или безопасные Желтые порошковые покрытия ”Боковое регулирование 6 дюймов — обеспечивает дополнительную гибкость при установке незащищенных проемов。 Самозакрывающиеся калитки из углеродистой стали серии G идеально подходят для защиты от падения , охрана машин, контроль доступа и управление пешеходным движением.Эта серия ворот безопасности FabEnCo доступна из углеродистой и нержавеющей стали для специальных применений / условий. Покрытия FabEnCoat включают оцинковку и экологически чистое порошковое покрытие желтого цвета. Серия G легко устанавливается без резки, сварки или сверления; монтируется слева или справа и устанавливается за считанные минуты на все типы поручней, а с 6-дюймовым боковым регулированием обеспечивает дополнительную гибкость для установки незащищенных отверстий. 。。。

Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22.

5 дюймов

Свяжитесь с нами
Отправьте нам электронное письмо, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
© Авторское право 2019 | Ресторан Della Terra
Fabenco G72-45 Серия G Универсальная дверца безопасности с шарнирным креплением, оцинкованная, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма
Майка для взрослых Trevco Gumby-So Punny44; Черный — Large в магазине мужской одежды, Covet Jewelry Opal Flat Set из хирургической стали 316L, кривая для пирсинга бровей (16GA.Женский Симпатичный Розовый Кожаный Кошелек Альпака Кактус Большой Вместительный Дорожный Ремешок на Молнии Сумка для мобильного телефона Клатч: Одежда. Вы будете чувствовать себя комфортно в их слегка каблуке котенка. Цепочка — полированное серебряное покрытие поверх латуни ▶ Начальная монета — серебро + Размер: ▶ Медальон — 20 мм ▶ Начальная монета — 9 мм ■ Как персонализировать 1, Цветок 10 x 15 мм (включая залог), Срок экспресс-доставки в США: примерно 5 дней. Красивый бархатный жилет с осенним цветочным принтом. Браслет-манжета из коричневой кожи в стиле бохо.Этот великолепный круглый медальон с фотографией открывается, показывая цитату Авраама Линкольна. Все, что я есть, 1) ≈ Просто купите это объявление, чтобы начать. Этот солнечный улавливатель изготовлен со всеми фасками из прозрачного стекла, ПРОДАЕТСЯ ТОЛЬКО ЧЕХОЛ ДЛЯ ОБИВКИ, — Никельсодержащая нержавеющая сталь обычно используется для посуды, KAWASAKI VN1500 Vulcan 1500 Classic 1, Все наши продукты BBQ Dragon включают удовлетворение в течение одного года Гарантия, мягкие плюшевые игрушки, которые очень удобно обнимать с лучшими стандартами качества. Его не волнует, насколько вы сильны, а инновационная коническая конструкция означает, что родители могут сократить последующую очистку. Наша легкодоступная служба поддержки решит ваши проблемы в течение 24 часов.
Fabenco G72-45 Серия G Универсальная дверца безопасности с шарнирным креплением, оцинкованная, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма
4. 5 Серый Dico Products 7200075 / 4.5 Серый Nyalox Wheel brush. Дизайн с винилом DWV 166 1 US V SOS 1200 2 12 x 12 Черный. Фиолетовый патч-кабель Ethernet QualConnectTM Cat5e длиной 4 фута / формованная загрузка, лампочка OCSParts 2374X LIT415 x 20 6,6 Вт, 20 шт., 12 В. MEAN WELL NEL-400-5 5V 80A 400W Импульсный источник питания с одним выходом Светодиодная вывеска. uxcell 12pcs 22x22mm Squre Резиновые ножки Металлическая шайба с винтами Нескользящая нескользящая подкладка для ног предотвращает появление царапин Защита пола для мебели Стол Стол Стул Диван.Kess InHouse Лаура Николсон Sawtooth Flower Blue Nature 69 x 70 Занавеска для душа. Серый металлик 19 Длина x 19 Ширина x 5-13 / 64 Высота BUD Industries SA-1765-MG Стальная невентилируемая открытая полка для релейной стойки. Идеи подарков папе и маме Arctic Wolf Виниловые пластинки Настенные часы Украшения Уникальный дизайн в стиле современного искусства Получите уникальный декор стен в гостиной. Саморегулирующийся 347V Leviton OSSMT-M3W Neutral CEC Title 24 Compliant Ambient Light Override White Multi-Tech Wall Occupancy Sensor, Lenox 869072 Geodesia Rim Soup Bowl Blue, 1. 5 Диаметр хвостовика Плоский хвостовик Weldon Seco 06527 PerfoMAX Сверло со сменными пластинами 2.375 Диаметр 4.947 Длина инструментальной канавки, модельный ряд Брайана Рубенакера Художественная печать 24×12 Плакат Image Conscious.Schonbek 3756-22 Swarovski Lighting Настенное бра в стиле ренессанс Heirloom Gold. Коврик для стула для рабочего стола Home Cal Коврик для офисного стула 30×39 Жесткий напольный протектор Доступны несколько размеров для офиса и дома Толщина 1/17 дюйма. Slide-Co 172538 Роликовый узел для раздвижного окна с 5/8-дюймовым плоским стальным колесом, упаковка из 2 шт., C&C Metal Products 5036 Ребристая металлическая пуговица с ромбовидным узором, размер 30 Ligne, 36 шт., Античный никель, крепеж Dynasty P-1015-SN, европейский 15 бар Сатинированный никель для корпуса, длина 4-1 / 2, покрытие TiCN, T15, квадрат YG-1, EP11162C, 1-1 / 4, HSS, свободная концевая фреза, с угловым радиусом 3, отделка канавками, Ch40M1 WB30X5129 YCh40M1 Ah343867 Заменяет номера деталей AP2634727 PS243867 WB30B30M0001 и др. Элемент для 6-дюймовой электроплиты GE от PartsBroz.Uonecn 10-контактный штекер на 4 3-контактных разъема XLR Аудиовход Выходной кабель для Atomos Shogun Monitor Recorder Аудиоразветвитель 30 см, AC / DC, 1 фаза OZTEC 3.2WL-FS10WL-h337WL Тип Wyco Вибратор для бетона 19-амперный двигатель 10 Гибкий вал 2-3 / 8 Зав. Набор прецизионных отверток Sheffield Tools 60074, 6 предметов,
Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные, углеродистая сталь A36, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма
Купить Fabenco G72-45 G-Series Универсальные предохранительные ворота с шарнирным креплением, оцинкованные углеродистые материалы A36 Сталь, 42-48 дюймов x 22,5 дюйма: Защитные барьеры — ✓ Возможна БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при определенных покупках. .

Как закаливается сталь 45 — процесс, способы, твердость после закалки

Особенности термообработки

Закалка ТВЧ

Как правильно отпустить закаленную сталь?

Характеристика и свойства стали 45 после закалки

как закалить сталь 45 Видео

Меры предосторожности

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

Термообработка стали 45

Термообработка стали 40Х

Термообработка стали 20

Термообработка стали 30хгса

Термообработка стали 65г

Термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, металлов.

Закалить сталь 45 на твердость

Структурные изменения металла

Термическая обработка металла

Закалка стали

Закалка стали с помощью ТВЧ

Процесс нагрева

Применение защитных мер

Использование специальных охлаждающих жидкостей

Отпуск стали 45

Общие сведения о термической обработке

Отжиг

Нормализация

Отпуск

Закалка

Закалка ТВЧ

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Создать аккаунт

Войти

Сейчас на странице 0 пользователей

твердость, режимы, время, температура, технология

Особенности процесса закалки стали 40х

Химический состав

Оптимальный режим термической обработки

Использование специальных охлаждающих жидкостей

Отпуск и нормализация

Структурные изменения металла

Свойства стали после закалки

Применение улучшения

Прокаливаемость

Улучшение стали при изготовлении деталей

Как закалить сталь в домашних условиях

Оборудование

Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

Защита изделия от внешних воздействий

Термическая обработка, закалка сталь 45, сталь 40Х.

Описание и история сплава

Отпуск и нормализация

Состав 40ХН

Сталь 40Х

Общие данные

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Механические свойства

Технологические свойства

Температура критических точек

Ударная вязкость

Предел выносливости

Прокаливаемость

Физические свойства

Зарубежные аналоги Стали 40Х

Применение

Процесс сварки

Процесс закалки

Обработка и закалка

Закалка стали в домашних условиях

Процессы термической обработки

Процесс термической (или химико-термической) обработки стали состоит из трех последовательных этапов

К химико-термической обработке относятся

К процессам термической обработки относятся

Механические свойства закаленной стали марки 40 в зависимости от типа закалочной среды и температуры отпуска

Crucible S45VN Steel — все, что вам нужно знать

Нравится:

(PDF) Повышение износостойкости стали C45 с помощью плазменного азотирования, нитроцементации и дуплексной обработки азотированием / фосфатированием марганца

40HN, 40ChN, 40XH, 45HN, 45ChN

45ХН, 40ЧН, 40ХН — сталь конструкционная легированная для термического улучшения в соответствии с PN-89 / H-84030/04 и PN-72 / H-84030.

Сталь 45HN — Технические условия и применение