Влияние элементов на свойства сталей

Характеристики сталей	Элементы
	Мn	Si	Сr	Ni	W, Мо	Тi, V (до 0,2%)	В, до 0,01%	V, более 0,2%	С
Прочность	↑	↑	↑	↑	↑↑	↑	↑	↑↑	↑
Хладостойкость	–	↓	↑	↑	↑	↑	↓↓	↑↓	↓
Прокаливаемость	↑	↑	↑	↑	↑↑	↓	↑↑↑	↑	↑
Склонность к перегреву	↑	↓	–	–	↓	↓↓	↓	↓↓	↓
Склонность к обезуглероживанию	↓	↑↑	↓↓	↑	↓	↓	–	↓↓	↑
Склонность к графитизации	↓	↑↑	↓↓	↑	↓	–	↓	↓↓	↑↑
Стоимость	↑	↑	↑	↑↑	↑↑↑	↑	↑	↑↑	–

2.2.4. Стали для деталей с повышенной твёрдостью поверхности
при вязкой сердцевине

Данную группу сталей подразделяют на цементируемые, нитро цементируемые, азотируемые и упрочняемые поверхностной закалкой (в основном закалкой ТВЧ).

Цементации и нитроцементации под­вергают различные детали: шестерни, зубчатые колеса, червяки, оси, рычаги переключений и др. Нитроцементации подвергают подшипники качения, мерительный, калибрующий и режущий инструмент. Химический состав, термическая обработка и меха­нические свойства некоторых цементируемых и нитроцементируемых сталей приведены в табл. 2.5 и 2.6 (по ГОСТ 4543–71). Области при­менения сталей этой группы приведены в табл. 2.7.

Для азотирования наиболее широко используют стали 38Х2Ю и 38Х2МЮА. Химический состав и механические свойства этих сталей (по ГОСТ 4543–71) указаны в табл. 2.8 и 2.9. Механичес­кие свойства стали 38Х2МЮА при повышенных температурах представлены в табл. 2.10.

Азотирование существенно влияет на свойства этих сталей. Механические свойства сталей после азотирования в деталях тол­щиной до 60 мм приведены в табл. 2.11. Видно, что особенно за­метно возрастает предел выносливости σ_-1 (до азотирования он составляет 450¸480 МПа).

Сталь 38Х2Ю применяют для изготовления трущихся деталей приборов, деталей вспомогательных узлов машин и приспособле­ний (копиры, плунжеры, направляющие втулки кондукторов, валики водяных насосов).

Таблица 2.5

Химический состав и термическая обработка
некоторых цементируемых и нитроцементируемых сталей

Марка стали	Содержание элементов, %					Термическая обработка
	С	Мn	Сг	Ni	Другие	Температура закалки tзак, °С; среда	Температура отпуска tотп., °С; среда
15Х	0,12-0,18	0,4-0,7	0,7-1,0	—	—	800; в	180; вх, м
20Х	0,17-0,23	0,5-0,8	0,7-1,0	—	—	880; в, м; 770¸820; в, м	180; вх, м
15ХФ	0,12-0,18	0,4-0,7	0,8-1,1	—	0,06-0,12 V	880; в, м; 760¸810; в, м	180; вх, м
18ХГТ	0,17-0,23	0,8-1,1	1,0-1,3	—	0,03-0,09 Т i	880¸950; вх; 850; м	200; вх, м
20ХГР	0,18-0,24	0,7-1,0	0,7-1,0	—	0,001-0,005 В	880; м	200; вх, м
20ХН	0,17-0,23	0,4-0,7	0,45-0,75	1,0-1,4	—	800; в, м; 760¸810; в, м	180; вх, м
20ХНР	0,16-0,23	0,6-0,9	0,7-1,1	0,8-1,1	0,001-0,005 В	930¸950; вх; 780¸830; м	200; вх, м
20ХГНР	0,16-0,23	0,7-1,0	0,7-1,1	0,8-1,1	0,001-0,005 В	930¸950; м; 780¸830; м	200; вх, м
20ХГНТР	0,18-0,24	0,8-1,1	0,4-0,7	0,4-0,7	0,03-0,09 Т i, 0,001-0,005 В	850; м	200; м
25ХГТ	0,22-0,29	0,8-1,1	1,0-1,3	—	0,03-0,09 Т i	880¸950; вх; 850; м	200; в, м
25ХГМ	0,23-0,29	0,9-1,2	0,9 -1,2	—	0,2-0,3 Мо	860; м	200; вх
30ХГТ	0,24-0,32	0,8-1,1	1,0-1,3	—	0,03-0,09 Т i	880¸950; вх; 850; м	200; м
12ХНЗА	0,09-0,16	0,3-0,6	0,6-0,9	2,75-3,15	—	860; м; 760¸810; м	180; вх, м
12Х2Н4А	0,09-0,15	0,3-0,6	1,25-1,65	3,25-3,65	—	860; м; 760¸810; м	180; вх, м
20Х2Н4А	0,16-0,22	0,3-0,6	1,25-1,65	3,25-3,65	—	860; м; 760¸810; м	180; вх, м
15ХГН2ТА	0,13-0,18	0,7-1,0	0,7-1,0	1,4-1,8	0,03-0,09 Т i	960; вх; 840; м	180;вх, м
18Х2Н4МА	0,14-0,20	0,25-0,55	1,35-1,65	4,0-4,4	0,3-0,4 Мо	950; вх; 860; вх	200; вх, м
18Х2Н4ВА	0,14-0,20	0,25-0,55	1,35-1,65	4,0-4,4	0,8-1,2 W	950; вх; 860; вх	200; вх, м

Примечание: в  –  вода, м – масло, вх – воздух.

Таблица 2.6

Свойства цементируемых и нитроцементируемых сталей

Марка стали	Механические свойства					Твёрдость НВ после отжига, не более	Максимальный диаметр (толщина) детали, мм
	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ ,%	ψ, %	КСU, Дж/см2
	не менее
15Х	500	700	12	45	70	179	30
20Х	650	800	11	40	60	179	35
15ХФ	550	750	13	50	80	187	30
18ХГТ	900	1000	9	50	80	217	35
20ХГР	800	1000	9	50	80	197	40¸60
20ХН	600	800	14	50	80	197	40
20ХНР	1000	1200	10	50	80	197	40¸60
20ХГНР	1100	1300	10	50	90	197	60¸80
20ХГНТР	1000	1200	9	50	80	197	60¸80
25ХГТ	1000	1300	9	45	60	217	60¸80
25ХГМ	1100	1200	10	45	80	217	60¸80
30ХГТ	1300	1500	9	40	60	229	60¸80
12ХН3А	700	950	11	55	90	217	60¸80
12Х2Н4А	950	1150	10	50	90	269	100¸120
20Х2Н4А	1100	1300	9	45	80	269	100¸120
15ХГН2ТА	750	950	11	65	100	—	50¸70

Сталь 38Х2МЮА используют для изготовления ответственных деталей турбин и двигателей (штоки клапанов, гильзы цилинд­ров, рессоры, втулки, толкатели игл форсунок, тарелки букс, распылители, пальцы, распределительные валики, зубчатые ко­леса, шпиндели), деталей точного машиностроения и приборо­строения, от которых требуются большая поверхностная твердость, износостойкость и повышенный предел выносливости.

Выбор сталей, упрочняемых поверхностной закалкой, прово­дят в основном по содержанию углерода. Чаще всего используют стали с 0,4¸1,0 % С. Для поверхностной закалки ТВЧ преимущественно применяют стали 40, 45 и 40Х с целью обеспечения высокой кон­тактной прочности и износостойкости
деталей.

Таблица 2.7

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: