1. Σκοπός
Ο κραματοποιημένος και σκληρυμένος χάλυβας χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή διαφόρων σημαντικών εξαρτημάτων αυτοκινήτων, τρακτέρ, εργαλειομηχανών και άλλων μηχανών, όπως γρανάζια, άξονες, μπιέλες, μπουλόνια κ.λπ.
2. Απαιτήσεις απόδοσης
Τα περισσότερα από τα σκληρυμένα μέρη φέρουν ποικίλα φορτία εργασίας, οι συνθήκες καταπόνησης είναι σχετικά περίπλοκες και απαιτούν υψηλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες, δηλαδή έχουν υψηλή αντοχή, καλή πλαστικότητα και σκληρότητα. Ο κραματοποιημένος και σκληρυμένος χάλυβας απαιτεί επίσης καλή σκληρυνσιμότητα. Ωστόσο, διαφορετικά μέρη έχουν διαφορετικές συνθήκες καταπόνησης και διαφορετικές απαιτήσεις σκληρυνσιμότητας.
3. Χαρακτηριστικά συστατικών
(1) Μέσος άνθρακας: Η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι γενικά μεταξύ 0,25% και 0,50%, με την πλειοψηφία να είναι 0,4%.
(2) Προσθέστε στοιχεία όπως Cr, Mn, Ni, Si, κ.λπ. για να βελτιώσετε τη σκληρυνσιμότητα: Εκτός από τη βελτίωση της σκληρυνσιμότητας, αυτά τα κράματα μπορούν επίσης να σχηματίσουν φερρίτη από κράμα και να αυξήσουν την αντοχή του χάλυβα. Για παράδειγμα, η απόδοση του χάλυβα 40Cr μετά την επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης είναι πολύ υψηλότερη από εκείνη του χάλυβα 45.
(3) Προσθέστε στοιχεία για την αποφυγή της ευθραυστότητας του δεύτερου τύπου: Ο κραματοποιημένος και σκληρυμένος χάλυβας που περιέχει Ni, Cr, Mn είναι επιρρεπής να παράγει τον δεύτερο τύπο ευθραυστότητας όταν σκληρύνεται σε υψηλές θερμοκρασίες και ψύχεται αργά. Η προσθήκη Mo και W στον χάλυβα μπορεί να αποτρέψει τον δεύτερο τύπο ευθραυστότητας. Το κατάλληλο περιεχόμενο είναι περίπου 0.15% έως 0.30% Mo ή 0,8% έως 1,2% W.
Σύγκριση ιδιοτήτων μετά από σβέση και σκλήρυνση μεταξύ χάλυβα 45 και χάλυβα 40Cr
Κατάσταση ποιότητας και θερμικής επεξεργασίας χάλυβα Μέγεθος τομής/ mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2
45 χάλυβας 850 μοιρών σβέση νερού, 550 μοίρες σκλήρυνση f50 700 500 15 45 700
40Cr χάλυβας 850 μοιρών απόσβεση λαδιού, σκλήρυνση 570 μοιρών f50 (κέντρο) 850 670 16 58 1000
4. Τύποι και ποιότητες χάλυβα (1) 40Cr χαμηλής σκληρυνσιμότητας σβησμένος και σκληρυμένος χάλυβας: Η κρίσιμη διάμετρος σβέσης λαδιού αυτού του τύπου χάλυβα είναι 30mm ~ 40mm, και χρησιμοποιείται για την κατασκευή σημαντικών εξαρτημάτων γενικών μεγεθών. (2) 35CrMo μέτριας σκληρυνσιμότητας από κράμα σβησμένο και σκληρυμένο χάλυβα: Η κρίσιμη διάμετρος απόσβεσης λαδιού αυτού του τύπου χάλυβα είναι 40mm ~ 60mm. Η προσθήκη μολυβδαινίου όχι μόνο μπορεί να βελτιώσει τη σκληρότητα, αλλά και να αποτρέψει τον δεύτερο τύπο ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας. (3) Σβήσιμος και σκληρυμένος χάλυβας 40CrNiMo υψηλής σκληρυνσιμότητας από κράμα: Η κρίσιμη διάμετρος σβέσης λαδιού αυτού του τύπου χάλυβα είναι 60 mm-100mm, τα περισσότερα από τα οποία είναι χάλυβας χρωμίου-νικελίου. Η προσθήκη κατάλληλου μολυβδαινίου στον χάλυβα χρωμίου-νικελίου όχι μόνο έχει καλή σκληρότητα, αλλά εξαλείφει επίσης τον δεύτερο τύπο ευθραυστότητας.
5. Θερμική επεξεργασία και δομικές ιδιότητες Η τελική θερμική επεξεργασία του κραματοποιημένου και σκληρυμένου χάλυβα είναι η σβέση και η σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία (επεξεργασία απόσβεσης και σκλήρυνσης). Ο κραματοποιημένος και σκληρυμένος χάλυβας έχει υψηλή σκληρυνσιμότητα και γενικά χρησιμοποιείται λάδι. Όταν η σκληρυνσιμότητα είναι ιδιαίτερα υψηλή, μπορεί ακόμη και να ψύχεται με αέρα, γεγονός που μπορεί να μειώσει τα ελαττώματα της θερμικής επεξεργασίας. Οι τελικές ιδιότητες του κραματοποιημένου και σκληρυμένου χάλυβα καθορίζονται από τη θερμοκρασία σκλήρυνσης. Γενικά, χρησιμοποιείται σκλήρυνση στους 500 βαθμούς -650 μοίρες. Επιλέγοντας τη θερμοκρασία σκλήρυνσης, μπορούν να επιτευχθούν οι απαιτούμενες ιδιότητες. Προκειμένου να αποφευχθεί η ευθραυστότητα του δεύτερου τύπου, η γρήγορη ψύξη (ψύξη με νερό ή ψύξη λαδιού) μετά τη σκλήρυνση είναι ευεργετική για τη βελτίωση της σκληρότητας. Η δομή του κραματοποιημένου και σκληρυμένου χάλυβα μετά από συμβατική θερμική επεξεργασία είναι σκληρυμένος σορβίτης. Για εξαρτήματα που απαιτούν επιφάνειες ανθεκτικές στη φθορά (όπως γρανάζια και άξονες), εκτελείται σβέση της επιφάνειας επαγωγής θέρμανσης και σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία και η δομή της επιφάνειας είναι σκληρυμένος μαρτενσίτης. Η σκληρότητα της επιφάνειας μπορεί να φτάσει τα 55HRC~58HRC. Η αντοχή διαρροής του κραματοποιημένου και σκληρυμένου χάλυβα μετά το σβήσιμο και τη σκλήρυνση είναι περίπου 800 MPa και η σκληρότητα κρούσης στη σκληρότητα του πυρήνα των 800 kJ/m2 μπορεί να φτάσει τα 22HRC~25HRC. Εάν το μέγεθος της διατομής είναι μεγάλο και δεν έχει σκληρυνθεί, η απόδοση θα μειωθεί σημαντικά.
