Розробка технологічного процесу термічної обробки деталі
Розробити технологічний процес термічної обробки сталевої деталі: Зубчаста півосі.
Марка стали: Ст. 18ХГТ
Твердість після остаточної термообробки: HRC 56-62 (пов.), НВ 363-415 (серд.)
Мета завдання: практичне ознайомлення з методикою розробки технологічного процесу термічної обробки деталей (автомобілів, тракторів і сільськогосподарських машин); придбання навичок самостійної роботи з довідковою літературою, більш глибоке засвоєння курсу, а також перевірка залишкових знань матеріалу, що вивчається в 1 семестрі.
Порядок виконання завдання:
Розшифрувати марку заданої стали, описати її мікроструктуру, механічні властивості до остаточної термообробки і вказати, до якої групи за призначенням вона належить.
Описати характер впливу вуглецю і легуючих елементів заданої стали на положення критичних точок Ас1 і Ас3, Асm. Зростання зерна аустеніту, закаліваемость і прокаливаемость, на положення точок Мн і Мк, на кількість залишкового аустеніту і на відпустку. При відсутності легуючих елементів в заданій марці сталі описати вплив постійних домішок (марганцю, кремнію, сірки, фосфору, кисню, азоту і водню) на її властивості.
Вибрати й обгрунтувати послідовність операції попередньої і остаточної термообробки деталей, пов'язавши з методами отримання і обробки заготовки (лиття, кування або штампування, прокат, механічна обробка).
Призначити та обгрунтувати режим операцій попередньої і остаточної термообробки деталей (температура нагріву і мікроструктура в нагрітому стані, охолоджуюча середа).
Описати мікроструктуру і механічні властивості матеріалу деталі після остаточної термообробки.
1. Розшифровка марки стали
Сталь марки 18ХГТ: хромомарганцевая сталь містить 0,18% вуглецю, до 1% хрому, марганцю.
Ця марка стали належить до групи легованих конструкційних сталей, це деталі, з яких поряд з підвищеною міцністю і зносостійкістю потрібна наявність пружних властивостей (наприклад, це такі деталі як: цанги, розрізні кільця, пружинні шайби, фрикційні диски, колінчаті вали, півосі, цапфи , черв'яки, шестірні). Деталі, що піддаються загартуванню та відпуску; ця сталь успішно замінює дорогі хромонікелеві сталі. Хром є легирующим елементом, він широко застосовується для легування. Зміст його в конструкційних сталях становить 0,7 - 1,1%. Присадка хрому, утворить карбіди, забезпечує високу твердість і міцність сталі. Після цементації і загартування виходить тверда і зносостійка поверхня і підвищена в порівнянні з вуглецевою сталлю міцністю серцевини. Ці сталі застосовуються для виготовлення деталей, працюючих на великих швидкостях ковзання і середніх тисках (для зубчастих коліс, кулачкових муфт, поршневих пальців і т.п.). Хромисті сталі з низьким вмістом вуглецю піддають цементації з наступною термічною обробкою, а із середнім і високим вмістом вуглецю - поліпшення (загартуванню та високому відпуску). Хромисті сталі мають хорошу прокаливаемость. Недоліком хромистих сталей є їх схильність до відпускної крихкості другого роду.
Деякі деталі працюють в умовах поверхневого зносу, відчуваючи при цьому і динамічні навантаження. Такі деталі виготовляють з низьковуглецевих сталей, які містять 0,10-0,30% С, піддаючи їх потім цементації. У цементуємих стали титан вводять тільки для подрібнення зерна. При більшому його змісті він зменшує глибину цементованного загартованого шару і прокаливаемость. При ХТО слід враховувати, що бор, збільшуючи прокаливаемость, сприяє зростанню зерна при нагріві. Для зменшення чутливості сталей до перегріву їх додатково легують Тi або Zr. Зазвичай вироби, виготовлені з високолегованих цементуємих сталей, піддають цементації на невелику глибину.
Вид постачання:
Сортовий прокат, в тому числі фасонний: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калібрований пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шліфований пруток і сріблянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77. Смуга ГОСТ 103-76. Кування й ковані заготовки ГОСТ 1133-71.
Таблиця 1. Масова частка елементів,%
Таблиця 2. Механічні властивості
Таблиця 3.Температура критичних точок, 0 С.
Призначення:
Покращувані або Цементовані деталі відповідального призначення, від яких потрібна підвищена міцність і в'язкість серцевини, а також висока поверхнева твердість, що працює під дією ударних навантажень.
2. Аналіз впливу вуглецю і легуючих елементів стали на технологію її термообробки і отримані результати
Хром - відносно дешевий і дуже розповсюджений легуючий елемент. Він підвищує точку А 3 і знижують точку А 4 (замикає область γ-заліза). Температура евтектоїдних перетворення стали (точку А 1) у присутності хрому підвищується, а вміст вуглецю в евтектоіде (перліті) знижується. З вуглецем хром утворює карбіди (Cr 7 C 3, Cr 4 C) більш міцні і стійкі, ніж цементит. При вмісті хрому 3 - 5% в сталі одночасно присутні легований цементит і карбід хрому Cr 7 C 3, а якщо більше 5% хрому, то в сталі знаходиться тільки карбід хрому. Розчиняючись в фериті, хром підвищує його твердість і міцність і міцність, незначно знижуючи в'язкість. Хром значно збільшує стійкість переохолодженого аустеніту.
У зв'язку з великою стійкістю переохолодженого аустеніту і тривалістю його розпаду, ізотермічний відпал і ізотермічну загартування хромової сталі проводити недоцільно.
Хром значно зменшує критичну швидкість загартування, тому хромова сталь має глибокої прокаливаемостью. Температура мартенситного перетворення при наявності хрому знижується. Хром перешкоджає зростанню зерна і підвищує стійкість проти відпустки. Тому відпустку хромистих сталей проводиться при більш високих температурах у порівнянні з відпусткою вуглецевих сталей. Хромисті стали схильні відпускної крихкості і тому після відпустки деталі слід охолоджувати швидко (в олії).
Карбидообразующие елементами є хром і марганець. При розчиненні карбидообразующие елементів у цементиті утворюються карбіди називаються легованим цементитом. При підвищенні вмісту карбидообразующие елемента утворюються самостійні карбіди даного елемента з вуглецем, так звані прості карбіди, наприклад, Cr 7 C 3, Cr 4 C, Mo 2 C. Всі карбіди дуже тверді (HRC 70 - 75) і плавляться при високій температурі (Cr 7 C 3 приблизно при 1700 ° С).
При наявності карбидообразующие елементів крива ізотермічного розпаду не зберігає свій звичайний С-подібний вигляд, а стає як би подвійний С-подібної кривої. На такий кривий спостерігаються дві зони мінімальної стійкості аустеніту і між ними - зона максимальної стійкості аустеніту. Верхня зона мінімальної стійкості аустеніту розташована в інтервалі температур 600 - 650 ° С. У цій зоні відбувається розпад переохолодженого аустеніту з утворенням феррито-цементітную суміші.
Нижня зона мінімальної стійкості аустеніту розташована в інтервалі температур 300 - 400 ° С. У цій зоні відбувається розпад переохолодженого аустеніту з утворенням голчастого троостита.
Мікроструктура голчастого троостита
Необхідно мати на увазі, що карбидообразующие елементи тільки в тому разі підвищують стійкість аустеніту, якщо вони розчинені в аустеніт. Якщо ж карбіди знаходяться поза розчину у вигляді відокремлених карбідів, то аустеніт, навпаки, стає менш стійким. Це пояснюється тим, що карбіди є центрами кристалізації, а також тим, що наявність нерозчинених карбідів призводить до збіднення аустеніту легирующим елементом і вуглецем.
При великому вмісті хрому в сталі знаходяться спеціальні карбіди хрому. Твердість такої сталі при нагріванні до більш високої температури 400 - 450 ° С майже не змінюється. При нагріванні до більш високої температури (450 - 500 ° С) відбувається підвищення твердості.
3. Послідовність операції попередньої і остаточної термообробки деталей
Зубчасті колеса півосі працюють при великих швидкостях ковзання і середніх тисках, тому основною вимогою, що пред'являються до легованим конструкційних сталей, є поєднання високої міцності, твердості і в'язкості. Поряд з цим вони повинні мати добрі технологічні та експлуатаційні властивості і бути дешевими. Введення в сталь легуючих елементів саме по собі вже покращує її механічні властивості.
Для отримання після цементації і наступної термічної обробки високої твердості поверхні та пластичної серцевини деталі виготовляють з нізкоулеглеродістих сталей 15 і 20. получающаяся після цементації і наступної термічної обробки тверда і міцна серцевина у сталей з підвищеним вмістом вуглецю охороняє цементованних шар від продавлювання при великих граничних навантаженнях. Це дозволяє знизити глибину цементованного шару, тобто скоротити тривалість цементації.
Доевтектоїдних стали при гарті нагрівають до температури на 30 -50 ° С вище верхньої критичної точки Ас 3. При такому нагріванні вихідна феррито-перлитная структура перетворюється на аустеніт, а після охолодження зі швидкістю більше критичної утворюється структура мартенситу. Швидкість охолодження робить вирішальний вплив на результат гарту. Перевагою масла є те, що гартує здатність не змінюється з підвищенням температури масла.
Масло недостатньо швидко охолоджує при 550 - 650 ° С, що обмежує його застосування тільки тих сталей, які мають невелику критичною швидкістю гарту.
4. Режим операцій попередньої і остаточної термообробки деталей (температура нагріву і мікроструктура в нагрітому стані, охолоджуюча середа)
Послідовність операцій обробки поршневого пальця, виготовленого із сталі 18ХГТ:
Виливок - цементація - механічна обробка - загартування - високий відпустку - механічна обробка;
У результаті тривалої витримки при високій температурі цементації відбувається перегрів, що супроводжується зростанням зерна. Для отримання високої твердості цементованного шару і досить високих механічних властивостей серцевини, а також для отримання в поверхневому шарі мелкоігольчатого мартенситу, деталь після цементації піддамо подальшій термічній обробці.
У результаті цементації поверхневий шар деталей насичується вуглицем (0,8 - 1% С), а в серцевині залишається 0,12 - 0,32% С, тобто виходить ніби двошаровий метал. Тому для отримання потрібної структури і властивостей у поверхневому шарі і в серцевині необхідна подвійна термічна обробка.
Перша - загартування від 850 - 900 ° С; Друга від 750 - 800 ° С і відпустку при 150 - 170 ° С. У результаті першої загартуванню поліпшується структура низьковуглецевої серцевини (перекристалізація). При цій загартуванню структура поверхневого шару теж поліпшується, так як швидким охолодженням усувається цементітную сітка. Але для науглероживания поверхневого шару температура 850 - 900 ° С є занадто високою і тому не усуває перегріву. Після цементації деталь надходить на механічну обробку. Основна мета гарту стали це отримання високої твердості, і міцності що є результатом утворення в ній нерівноважних структур - мартенситу, троостита, сорбіту. Заевтектоідную сталь нагрівають вище точки Ас 1 на 30 - 90 0 С. Нагрівання заевтектоідной стали вище точки Ас 1 проводиться для того, щоб зберегти в структурі загартованої сталі цементит, є ще більш твердої складової, ніж мартенсит (температура заевтектоідних сталей постійна і дорівнює 760 - 780 0 С). Друга гарт від 750 - 800 ° С є нормальною загартуванням для науглероженного шару - усувається перегрів і досягається висока твердість шару. Відпустка при 150 - 170 ° С проводиться для зняття внутрішніх напружень. Після такого режиму термічної обробки структура поверхневого шару - мелкоігольчатий мартенсит з вкрапленнями надлишкового цементиту, а серцевини - дрібнозернистий ферит + перліт.
Механічні властивості сталі після термічної обробки:
- Твердість у серцевині підвищилася до HRC 56-62 (пов.), НВ 363-415 (серд.)
- Гранична міцність (σ в) дорівнює 620 Н / мм 2;
Фізичні властивості
Мікроструктура загартованої вуглецевої сталі після відпустки
Список використаної літератури
1. Пожидаєва С.П. Технологія конструкційних матеріалів: Уч. Посібник для студентів 1 та 2 курсу факультету технології та підприємництва. Бірськ. Державної реєстрацiї. Пед. Ін-т, 2002.
2. Марочник сталей і сплавів. 2-е вид., Доп. і випр. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширський та ін Під загальною ред. А.С. Зубченко - М.: Машинобудування, 2003.
3. Самохоцкій А.І. Технологія термічної обробки металів, М., Машгиз, 1962.
Розробити технологічний процес термічної обробки сталевої деталі: Зубчаста півосі.
Марка стали: Ст. 18ХГТ
Твердість після остаточної термообробки: HRC 56-62 (пов.), НВ 363-415 (серд.)
Мета завдання: практичне ознайомлення з методикою розробки технологічного процесу термічної обробки деталей (автомобілів, тракторів і сільськогосподарських машин); придбання навичок самостійної роботи з довідковою літературою, більш глибоке засвоєння курсу, а також перевірка залишкових знань матеріалу, що вивчається в 1 семестрі.
Порядок виконання завдання:
Розшифрувати марку заданої стали, описати її мікроструктуру, механічні властивості до остаточної термообробки і вказати, до якої групи за призначенням вона належить.
Описати характер впливу вуглецю і легуючих елементів заданої стали на положення критичних точок Ас1 і Ас3, Асm. Зростання зерна аустеніту, закаліваемость і прокаливаемость, на положення точок Мн і Мк, на кількість залишкового аустеніту і на відпустку. При відсутності легуючих елементів в заданій марці сталі описати вплив постійних домішок (марганцю, кремнію, сірки, фосфору, кисню, азоту і водню) на її властивості.
Вибрати й обгрунтувати послідовність операції попередньої і остаточної термообробки деталей, пов'язавши з методами отримання і обробки заготовки (лиття, кування або штампування, прокат, механічна обробка).
Призначити та обгрунтувати режим операцій попередньої і остаточної термообробки деталей (температура нагріву і мікроструктура в нагрітому стані, охолоджуюча середа).
Описати мікроструктуру і механічні властивості матеріалу деталі після остаточної термообробки.
1. Розшифровка марки стали
Сталь марки 18ХГТ: хромомарганцевая сталь містить 0,18% вуглецю, до 1% хрому, марганцю.
Ця марка стали належить до групи легованих конструкційних сталей, це деталі, з яких поряд з підвищеною міцністю і зносостійкістю потрібна наявність пружних властивостей (наприклад, це такі деталі як: цанги, розрізні кільця, пружинні шайби, фрикційні диски, колінчаті вали, півосі, цапфи , черв'яки, шестірні). Деталі, що піддаються загартуванню та відпуску; ця сталь успішно замінює дорогі хромонікелеві сталі. Хром є легирующим елементом, він широко застосовується для легування. Зміст його в конструкційних сталях становить 0,7 - 1,1%. Присадка хрому, утворить карбіди, забезпечує високу твердість і міцність сталі. Після цементації і загартування виходить тверда і зносостійка поверхня і підвищена в порівнянні з вуглецевою сталлю міцністю серцевини. Ці сталі застосовуються для виготовлення деталей, працюючих на великих швидкостях ковзання і середніх тисках (для зубчастих коліс, кулачкових муфт, поршневих пальців і т.п.). Хромисті сталі з низьким вмістом вуглецю піддають цементації з наступною термічною обробкою, а із середнім і високим вмістом вуглецю - поліпшення (загартуванню та високому відпуску). Хромисті сталі мають хорошу прокаливаемость. Недоліком хромистих сталей є їх схильність до відпускної крихкості другого роду.
Деякі деталі працюють в умовах поверхневого зносу, відчуваючи при цьому і динамічні навантаження. Такі деталі виготовляють з низьковуглецевих сталей, які містять 0,10-0,30% С, піддаючи їх потім цементації. У цементуємих стали титан вводять тільки для подрібнення зерна. При більшому його змісті він зменшує глибину цементованного загартованого шару і прокаливаемость. При ХТО слід враховувати, що бор, збільшуючи прокаливаемость, сприяє зростанню зерна при нагріві. Для зменшення чутливості сталей до перегріву їх додатково легують Тi або Zr. Зазвичай вироби, виготовлені з високолегованих цементуємих сталей, піддають цементації на невелику глибину.
Вид постачання:
Сортовий прокат, в тому числі фасонний: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калібрований пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шліфований пруток і сріблянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77. Смуга ГОСТ 103-76. Кування й ковані заготовки ГОСТ 1133-71.
Таблиця 1. Масова частка елементів,%
| C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Ti | Cu |
| 0,16 - 0,18 | 0,17 - 0,37 | 0,80 - 1,10 | ≤ 0,035 | ≤ 0,035 | 1,00 -1,30 | ≤ 0,30 | 0,03 - 0,09 | ≤ 0,30 |
| Перетин, мм | s 0,2, МПа | s B, МПа | d 5,% | y,% | KCU, Дж / м 2 | HB | HRC е. |
| Нормалізація 880-950 ° С. Загартування 870 ° С, олія. Відпустка 200 ° С, повітря чи вода. | |||||||
| Зразки | 880 | 980 | 9 | 50 | 78 | ||
| Нормалізація 930-960 ° С. Цементація 930-950 ° С. Загартування 825-840 ° С, олія. Відпустка 180-200 ° С. | |||||||
| 360 | 640 | 157-207 | |||||
| 50 | 800 | 1000 | 9 | 285 | 57-63 | ||
| Цементація 920-950 ° С, повітря. Загартування 820-860 ° С, олія. Відпустка 180-200 ° С, повітря. | |||||||
| 20 | 930 | 1180 | 10 | 50 | 78 | 341 | 53-63 |
| 60 | 780 | 980 | 9 | 50 | 78 | 240-300 | 57-63 |
| Ас 1 | Ас 3 | Аr 1 | Ar 3 |
| 740 | 725 | 650 | 730 |
Покращувані або Цементовані деталі відповідального призначення, від яких потрібна підвищена міцність і в'язкість серцевини, а також висока поверхнева твердість, що працює під дією ударних навантажень.
2. Аналіз впливу вуглецю і легуючих елементів стали на технологію її термообробки і отримані результати
Хром - відносно дешевий і дуже розповсюджений легуючий елемент. Він підвищує точку А 3 і знижують точку А 4 (замикає область γ-заліза). Температура евтектоїдних перетворення стали (точку А 1) у присутності хрому підвищується, а вміст вуглецю в евтектоіде (перліті) знижується. З вуглецем хром утворює карбіди (Cr 7 C 3, Cr 4 C) більш міцні і стійкі, ніж цементит. При вмісті хрому 3 - 5% в сталі одночасно присутні легований цементит і карбід хрому Cr 7 C 3, а якщо більше 5% хрому, то в сталі знаходиться тільки карбід хрому. Розчиняючись в фериті, хром підвищує його твердість і міцність і міцність, незначно знижуючи в'язкість. Хром значно збільшує стійкість переохолодженого аустеніту.
У зв'язку з великою стійкістю переохолодженого аустеніту і тривалістю його розпаду, ізотермічний відпал і ізотермічну загартування хромової сталі проводити недоцільно.
Хром значно зменшує критичну швидкість загартування, тому хромова сталь має глибокої прокаливаемостью. Температура мартенситного перетворення при наявності хрому знижується. Хром перешкоджає зростанню зерна і підвищує стійкість проти відпустки. Тому відпустку хромистих сталей проводиться при більш високих температурах у порівнянні з відпусткою вуглецевих сталей. Хромисті стали схильні відпускної крихкості і тому після відпустки деталі слід охолоджувати швидко (в олії).
Карбидообразующие елементами є хром і марганець. При розчиненні карбидообразующие елементів у цементиті утворюються карбіди називаються легованим цементитом. При підвищенні вмісту карбидообразующие елемента утворюються самостійні карбіди даного елемента з вуглецем, так звані прості карбіди, наприклад, Cr 7 C 3, Cr 4 C, Mo 2 C. Всі карбіди дуже тверді (HRC 70 - 75) і плавляться при високій температурі (Cr 7 C 3 приблизно при 1700 ° С).
При наявності карбидообразующие елементів крива ізотермічного розпаду не зберігає свій звичайний С-подібний вигляд, а стає як би подвійний С-подібної кривої. На такий кривий спостерігаються дві зони мінімальної стійкості аустеніту і між ними - зона максимальної стійкості аустеніту. Верхня зона мінімальної стійкості аустеніту розташована в інтервалі температур 600 - 650 ° С. У цій зоні відбувається розпад переохолодженого аустеніту з утворенням феррито-цементітную суміші.
Нижня зона мінімальної стійкості аустеніту розташована в інтервалі температур 300 - 400 ° С. У цій зоні відбувається розпад переохолодженого аустеніту з утворенням голчастого троостита.
Мікроструктура голчастого троостита
Необхідно мати на увазі, що карбидообразующие елементи тільки в тому разі підвищують стійкість аустеніту, якщо вони розчинені в аустеніт. Якщо ж карбіди знаходяться поза розчину у вигляді відокремлених карбідів, то аустеніт, навпаки, стає менш стійким. Це пояснюється тим, що карбіди є центрами кристалізації, а також тим, що наявність нерозчинених карбідів призводить до збіднення аустеніту легирующим елементом і вуглецем.
При великому вмісті хрому в сталі знаходяться спеціальні карбіди хрому. Твердість такої сталі при нагріванні до більш високої температури 400 - 450 ° С майже не змінюється. При нагріванні до більш високої температури (450 - 500 ° С) відбувається підвищення твердості.
3. Послідовність операції попередньої і остаточної термообробки деталей
Зубчасті колеса півосі працюють при великих швидкостях ковзання і середніх тисках, тому основною вимогою, що пред'являються до легованим конструкційних сталей, є поєднання високої міцності, твердості і в'язкості. Поряд з цим вони повинні мати добрі технологічні та експлуатаційні властивості і бути дешевими. Введення в сталь легуючих елементів саме по собі вже покращує її механічні властивості.
Для отримання після цементації і наступної термічної обробки високої твердості поверхні та пластичної серцевини деталі виготовляють з нізкоулеглеродістих сталей 15 і 20. получающаяся після цементації і наступної термічної обробки тверда і міцна серцевина у сталей з підвищеним вмістом вуглецю охороняє цементованних шар від продавлювання при великих граничних навантаженнях. Це дозволяє знизити глибину цементованного шару, тобто скоротити тривалість цементації.
Доевтектоїдних стали при гарті нагрівають до температури на 30 -50 ° С вище верхньої критичної точки Ас 3. При такому нагріванні вихідна феррито-перлитная структура перетворюється на аустеніт, а після охолодження зі швидкістю більше критичної утворюється структура мартенситу. Швидкість охолодження робить вирішальний вплив на результат гарту. Перевагою масла є те, що гартує здатність не змінюється з підвищенням температури масла.
Масло недостатньо швидко охолоджує при 550 - 650 ° С, що обмежує його застосування тільки тих сталей, які мають невелику критичною швидкістю гарту.
4. Режим операцій попередньої і остаточної термообробки деталей (температура нагріву і мікроструктура в нагрітому стані, охолоджуюча середа)
Послідовність операцій обробки поршневого пальця, виготовленого із сталі 18ХГТ:
Виливок - цементація - механічна обробка - загартування - високий відпустку - механічна обробка;
У результаті тривалої витримки при високій температурі цементації відбувається перегрів, що супроводжується зростанням зерна. Для отримання високої твердості цементованного шару і досить високих механічних властивостей серцевини, а також для отримання в поверхневому шарі мелкоігольчатого мартенситу, деталь після цементації піддамо подальшій термічній обробці.
У результаті цементації поверхневий шар деталей насичується вуглицем (0,8 - 1% С), а в серцевині залишається 0,12 - 0,32% С, тобто виходить ніби двошаровий метал. Тому для отримання потрібної структури і властивостей у поверхневому шарі і в серцевині необхідна подвійна термічна обробка.
Перша - загартування від 850 - 900 ° С; Друга від 750 - 800 ° С і відпустку при 150 - 170 ° С. У результаті першої загартуванню поліпшується структура низьковуглецевої серцевини (перекристалізація). При цій загартуванню структура поверхневого шару теж поліпшується, так як швидким охолодженням усувається цементітную сітка. Але для науглероживания поверхневого шару температура 850 - 900 ° С є занадто високою і тому не усуває перегріву. Після цементації деталь надходить на механічну обробку. Основна мета гарту стали це отримання високої твердості, і міцності що є результатом утворення в ній нерівноважних структур - мартенситу, троостита, сорбіту. Заевтектоідную сталь нагрівають вище точки Ас 1 на 30 - 90 0 С. Нагрівання заевтектоідной стали вище точки Ас 1 проводиться для того, щоб зберегти в структурі загартованої сталі цементит, є ще більш твердої складової, ніж мартенсит (температура заевтектоідних сталей постійна і дорівнює 760 - 780 0 С). Друга гарт від 750 - 800 ° С є нормальною загартуванням для науглероженного шару - усувається перегрів і досягається висока твердість шару. Відпустка при 150 - 170 ° С проводиться для зняття внутрішніх напружень. Після такого режиму термічної обробки структура поверхневого шару - мелкоігольчатий мартенсит з вкрапленнями надлишкового цементиту, а серцевини - дрібнозернистий ферит + перліт.
Механічні властивості сталі після термічної обробки:
- Твердість у серцевині підвищилася до HRC 56-62 (пов.), НВ 363-415 (серд.)
- Гранична міцність (σ в) дорівнює 620 Н / мм 2;
Фізичні властивості
| Температура випробування, ° С | 800 |
| Модуль нормальної пружності, Е, ГПа | 129 |
| Модуль пружності при зсуві крутінням G, ГПа | 49 |
| Щільність, pn, кг/см3 | 7800 |
| Коефіцієнт теплопровідності Вт / (м · ° С) | 29 |
| Температура випробування, ° С | 20 - 900 |
Мікроструктура загартованої вуглецевої сталі після відпустки
Список використаної літератури
1. Пожидаєва С.П. Технологія конструкційних матеріалів: Уч. Посібник для студентів 1 та 2 курсу факультету технології та підприємництва. Бірськ. Державної реєстрацiї. Пед. Ін-т, 2002.
2. Марочник сталей і сплавів. 2-е вид., Доп. і випр. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширський та ін Під загальною ред. А.С. Зубченко - М.: Машинобудування, 2003.
3. Самохоцкій А.І. Технологія термічної обробки металів, М., Машгиз, 1962.