ТЕРМІЧНА ОБРОБКА ЛЕГОВАНИХ СТАЛЕЙ

Мета роботи : вивчити вплив легуючих елементів на перетворення в сталі, класифікацію та маркування легованих сталей, експериментально дослідити вплив легуючих елементів на властивості сталі після різних режимів термічної обробки.

Забезпечення роботи: муфельні печі, твердоміри ТК-2, місткості з охолоджу-вальними (вода, масло ) рідинами, шліфувальний папір, зразки зі сталей марок 40 і 40Х (У9 і 9ХС, У10 і ШХ15)

Теоретичні відомості

Легованими називають сталі, в які для отримання тих чи інших властивостей введені легуючі елементи, а легуючими називаються елементи, які спеціально вводять в сталі в певних концентраціях з метою зміни її будови і властивостей. До основних легуючих елементів відносяться Mn, Si, Се, Ni, W, V, Mo, Al, Nb, Co, Ті, B.

Легуючі елементи значною мірою впливають на фазові перетворення в сталі, на її структуру. Такі елементи, як Ni, Mn, Cu, Co знижують критичну точку А₃ і підвищують точку А₄. Друга група елементів (Cr, Si, V, Mo, W, Al, Ti ) навпаки -знижує критичну точку А₄, а точку А₃ підвищує. Багато легуючих елементів утворюють в сталях карбіди, які можна розділити на дві групи. Карбіди першої групи (Me₃C, Me₂₃C₆, Me₇C₃, Me₆C) мають складну кристалічну будову і порівняно низьку температуру плавлення (близько 1600^°С). Карбіди першої групи утворюють такі елементи: Fe, Mn, Cr, W, Mo. Карбіди другої групи (MeC, Me₂C) мають просту кристалічну будову і високу температуру плавлення (2000…3000 ^°С). Карбіди другої групи утворюють такі сильні карбідоутворюючі елементи: Mo, W, V, Ti, Zr. Вони відносяться до фаз проникнення, важко розчиняються в аустеніті на відміну від карбідів першої групи, мають більш високу дисперсність.

Легуючі елементи суттєво впливають на процеси які, відбуваються при термічній обробці сталі.

Вплив легуючих на кінетику розпаду аустеніту. Усі легуючі елементи (за винятком Co) сповільнюють розпад аустеніту, що виявляється в зсуванні вправо лінії на діаграмі ізотермічного розпаду аустеніту. Це призводить до зниження критичної швидкості гартування і збільшення прогартовуваності сталі. Найбільш сильно збільшують прогартовуваність Cr, Ni, Mo, Mn. Тому вони входять до складу більшості конструкційних сталей. Своєрідно впливають на кінетику розпаду аустеніту карбідоутворюючі елементи: V, W, Ti, Nb. Оскільки ці елементи утворюють важкорозчинні карбіди, то при звичайних температурах гартування (800…900 ^°С) вони залишаються у вигляді дисперсних твердих фаз, які діють як готові центри кристалізації перліту, в результаті чого прогартовуваність сталі зменшується. При високій температурі нагріву під гартування ці карбіди вже розчиняються в аустеніті, що приводить до збільшення прогартовуваності.

Вплив легуючих елементів на мартенситне перетворення. Легуючі елементи впливають на положення температурного інтервалу мартенситного перетворення. Деякі елементи (Al, Co) підвищують температури початку (Mп) і кінця (Mк) мартенситного перетворення, що зменшує кількість залишкового аустеніту (А_зал), інші не впливають на неї (Si), але більшість знижують Mп i Mк, збільшуючи кількість А зал, знижуючи тим самим твердість і міцність загартованої сталі.

Вплив легуючих елементів на ріст зерна аустеніту. Усі легуючі елементи (за виключенням Mn i B ) зменшують схільність аустенітного зерна до росту. При цьому елементи, які не утворюють карбіди (Ni, Co, Si, Cu) відносно слабко впливають на ріст зерна аустеніту, а карбідоутворюючі елементи (Cr, Mo, W, V, Ti, Zr, Nb) сильно подрібнюють зерно. Це пов’язано з тим, що карбіди, які не розчинені в аустеніті, заважають росту аустенітного зерна.

Вплив легуючих елементів на перетворення при відпусканні. Легуючі елементи уповільнюють процес розпаду мартенсита, при чому такі елементи, як Ni, Mn впливають не значно, а Cr, Mo, Si та ін.- дуже помітно. Це пов’язано з тим, що процеси при відпусканні мають дифузійний характер і більшість легуючих елементів уповільнюють карбідне перетворення, особливо на стадії коагуляції. Тому для отримання однакових результатів сталь, леговану Cr, Mo, Si потрібно нагрівати при відпусканні до вищої температури чи збільшувати тривалість відпусканні порівняно з вуглецевою сталлю.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: