Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

0,4 %), повышающий прокаливаемость цементованного слоя и обеспечивающий максимальную твердость поверхности.

В отечественном автостроении для изготовления наиболее нагруженных шестерен применяют стали 25ХГМ и 20ХГНМ.

Цементации подвергают также стали, содержащие 0,002-0,005 % В. Бор повышает устойчивость переохлажденного аустенита в области перлитного превращения и поэтому увеличивает прокаливаемость доэвтектоидной стали (20ХГР, 2ХГНР и др.).

В последние годы цементуемые стали мнкролегируют алюминием, ниобием и цирконием совместно с азотом (0,05-0,1 %), например сталь 25ХГНМА10. Эти стали обладают очень мелким зерном, что повышает механические свойства.

Конструкционные у/учшссмые стали

(ГОСТ 4543-71). Улучшаемыми конструкционными сталями называют стали, испо.тьзуемые после закалки и высокого отпуска (улучшения). Стали содержат 0,3-0,5 % С, их подвергают закалке с 820- 880 °С (в зависимости от состава) в масле (крупные детали в воде) и высокому отпуску при 550-650 °С. Улучшаемые стали должны иметь высокий предел текучести, малую чувствительность к концентраторам напряжений, а в изделиях, работающих при многократно прилагаемых напряжениях, - высокий предел выносливости и достаточный запас вязкости. Кроме того, улучшаемые стали должны обладать хорошей прокаливаемостью и малой чувствительностью к отпускной хрупкости.

Широко применяют хромистые улучшаемые легированные стали ЗОХ, 35Х, 40Х и 50Х (0,8-1,1 % Сг). Механические свойства этих сталей находятся в следующих пределах: = 700 900 МПа; Оо а = 900 ~ -=- 1100 МПа; 6 = 12 -ь 9 %; tj; = 45 40 % и KCU -- 0,7 -4- 0,9 МДж/м

С увеличением содержания углерода возрастает прочность, снижаются пластичность и вязкость. Прокаливаемость хромистой стали невелика. Введение 0,002-0,005 % В увеличивает прокаливаемость хромистых сталей. Сталь с бором 35ХРА обладает повышенной прочностью (Ов = 800 МПа; а.а = 950 - 1000 МПа;

6=12%; ij: = 50 %; KCU = 0,9 0,6 МДж/м) и хорошей прокаливаемостью.

Введение 0,1-0,2 % V (сталь 20ХФА) повышает механические свойства стали, главным образом вязкость, вследствие лучшего раскисления и измельчения зерна без увеличения прокаливаемости.

Совместное легирование хромом и марганцем по 0,9-1,2 % каждого позволяет получить стали с достаточно высокой прочностью и удовлетворительной прокаливаемостью. Однако хромомарганцевые стали имеют понилсенную вязкость и большую склонность к отпускной хрупкости и росту зерна аустенита при нагреве. Введение в сталь титана (ванадия) делает ее менее склонной к перегреву и способствует повышению вязкости, а бор повышает прокаливаемость (40ХГТР, 35ХГФ).

Высоким комплексом свойств обладают хромокрем ьеыарганцевые стали (хромаксил). Стали 20ХГСА, :5ХГСА и ЗОХГСА, содержащие соответственно 0,2; 0,25 и 0,3 % С (среднее содержание) и 0,9-1,2 % Si; 0,8-1,1 % Мп и 0,8-1,1 % Сг, обладают высокой прочностью и хорошей свариваемостью.

Стали хромансил применяют в виде листов и труб для ответственных сварных конструкций.

Сталь ЗОХГСА подвергают изотермической закалке с 880 °С в расплавленную соль с температурой 280- 310 °С, сообщающей стали высокие механические свойства: = 1650 МПа; = 1300 МПа; 6 = 9 %; я)) = 20 %; КСи = 0,45 МДж/м и снижающей чувствительность к надрезам.

Однако стали хромансил имеют небольшую прокаливаемость, чувствительны к обратимой отпускной хрупкости и к обезуглероживанию при нагреве.

Для сильно нагруженных деталей используют хромоникелевые стали 40ХН, 45ХН и 50ХН (0,45- 0,75 % Сг и 1,0-1,4 % Ni), обладающие высокими механическими свойствами (Сд = 1000-1100 МПа; Оо,2 = 800-900 МПа; S = 11-=-9 %; = 45-10 % и КСи = 0,7-0,8 МДж/м) и хорошей проксливае-мостью.

Хромоникелевые стали обладают большой склонностью к обратимой отпускной хрупкости. Для устранения или снижения отпускной хрупкости, особенно в крупных деталях, быстрое охлаждение которых при

отпуске Meijee эффективно, хромоникелевые стали дополнительно легируют молибденом (вольфрамом). К этой группе относятся стали 40ХН2МА и 30Х2Н2МФА. Эти стали обладают высокой прокаливаемостью, что позволяет упрочнять термической обработкой крупные детали. Недостатком сталей является трудность обработки резанием и большая склонность к образованию флокенов.

3. Мартенситно-стареющке высокопрочные стали

Высокая конструктивная прочность изделия достигается только тогда, когда оно изготовлено из материала, обладающего большой прочностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Этим требованиям в значительной степени отвечают безуглеродистые «;0,03 % С) мартенситно-стареющие стали (углерод и азот - вредные примеси, снижающие пластичность и вязкость стали).

Наиболее широкое применение получила высокопрочная мартенеитно-стареющая сталь 00Н18К9М5Т, содержащая <0,030 % С; ~18 % Ni; 9 % Со; 5 % Мо; 0,7 % Ti.

Сталь закаливают на воздухе с 800-850 ""С. После закалки микроструктура стали состоит из безуглеродистого мартенсита. Наряду с повышенной прочностью сталь после закалки обладает хорошей пластичностью и вязкостью: = П 00 1200 МПа, Оог = 950-н--1100 МПа; 6 = 1820 %; -ip = 70-80 %. В закаленном состоянии сталь сравнительно легко обрабатывается давлением, резанием и хорошо сваривается.

Старение при 480-520 °С повышает прочность стали, но при этом снижаются ее пластичгюсть и вязкость. Механические свойства после старения: Oj, == 1200-f--2100 МПа; Оог = 1800-2000 МПа; 6 = 8-12 %; г}, = 40-60 % и КСи = 0,354-0,40 МДж/м\ Упрочнение при старении связано с выделением из мартенсита дисперсных частиц интерметаллических сое,!1,и-нений типа NigTi, NiTi и Nig (Мо, Ti).

Кроме стали 00Н18К9М5Т, нашли применение менее легированные мартенситно-стареющие стали Н12К8МЗГ2, Н10Х11М2Т (о = 1400-ь1500 МПа), Н12К8М4Г2, Н9Х12Д2ТБ (о = 1600--1800 МПа) и др.

Мартенситно-стареющие стали применяют в специальном машиностроении.