1. Мета
Загартована та відпущена легована сталь широко використовується для виготовлення різних важливих деталей автомобілів, тракторів, верстатів та інших машин, таких як шестерні, вали, шатуни, болти тощо.
2. Вимоги до виконання
Більшість загартованих деталей несуть різноманітні робочі навантаження, умови напруги є відносно складними та вимагають високих комплексних механічних властивостей, тобто вони мають високу міцність, хорошу пластичність і в'язкість. Легована загартована та відпущена сталь також потребує хорошої загартовуваності. Однак різні деталі мають різні умови напруги та різні вимоги до загартовуваності.
3. Характеристики інгредієнтів
(1) Середній вміст вуглецю: вміст вуглецю зазвичай становить від 0.25% до 0.50%, причому більшість становить 0,4%;
(2) Додайте такі елементи, як Cr, Mn, Ni, Si тощо, щоб покращити загартуваність: окрім покращення загартуваності, ці легуючі елементи також можуть утворювати феритовий сплав і підвищувати міцність сталі. Наприклад, продуктивність сталі 40Cr після загартування та обробки набагато вища, ніж у сталі 45;
(3) Додайте елементи, щоб запобігти другому типу відпускної крихкості: легована загартована та відпущена сталь, що містить Ni, Cr, Mn, схильна до другого типу відпускної крихкості під час гартування при високих температурах і повільного охолодження. Додавання Mo і W до сталі може запобігти другому типу відпускної крихкості. Відповідний вміст приблизно від 0,15% до 0,30% Mo або від 0,8% до 1,2% W.
Порівняння властивостей сталі 45 і 40Cr після загартування та відпустки
Марка сталі та стан термічної обробки Розмір перетину/ мм sb/ МПа ss/МПа d5/ % y/% ak/кДж/м2
45 сталь 850 градусів загартування водою, 550 градусів загартування f50 700 500 15 45 700
Сталь 40Cr 850 градусів загартування в маслі, 570 градусів загартування f50 (у центрі) 850 670 16 58 1000
4. Типи та сорти сталі (1) Загартована та відпущена сталь 40Cr із низькою гарту: критичний діаметр загартування в маслі цього типу сталі становить 30 мм ~ 40 мм, і вона використовується для виготовлення важливих деталей загальних розмірів. (2) 35CrMo загартована та відпущена сталь зі сплавом середньої міцності: критичний діаметр загартування в маслі цього типу сталі становить 40–60 мм. Додавання молібдену може не тільки поліпшити прогартовуваність, але й запобігти другому типу відпускної крихкості. (3) 40CrNiMo загартована та відпущена сталь із високою загартованістю: критичний діаметр загартування в маслі цього типу сталі становить 60 мм-100 мм, більшість із яких є хромонікелевою сталлю. Додавання відповідного молібдену до хромонікелевої сталі не тільки забезпечує гарну загартовуваність, але й усуває другий тип відпускної крихкості.
5. Термічна обробка та структурні властивості Остаточна термічна обробка легованої загартованої та відпущеної сталі – це загартування та високотемпературний відпуск (загартовувальна та відпускна обробка). Загартована та відпущена легована сталь має високу загартовуваність, і зазвичай використовується масло. Коли прогартовуваність особливо висока, його можна навіть охолоджувати повітрям, що може зменшити дефекти термічної обробки. Остаточні властивості легованої загартованої та відпущеної сталі визначаються температурою відпустки. Як правило, використовується загартування при 500 градусах -650 градусів. Вибираючи температуру відпуску, можна досягти необхідних властивостей. Щоб запобігти другому типу крихкості відпуску, швидке охолодження (охолодження водою або охолодженням маслом) після відпустки є корисним для покращення міцності. Структура легованої загартованої та відпущеної сталі після звичайної термообробки являє собою відпущений сорбіт. Для деталей, для яких потрібна зносостійка поверхня (наприклад, зубчасті колеса і шпинделі), проводять загартування поверхні індукційним нагріванням і низькотемпературний відпуск, а структуру поверхні - відпущений мартенсит. Твердість поверхні може досягати 55HRC~58HRC. Межа текучості легованої загартованої та відпущеної сталі після загартування та відпустки становить близько 800 МПа, а ударна в’язкість при твердості серцевини 800 кДж/м2 може досягати 22HRC~25HRC. Якщо розмір поперечного перерізу великий і не загартований, продуктивність значно знизиться.
