2020-10-10
348
| Некоторые типовые примеры марок цементуемых сталей | Механические свойства сердцевины детали | ||
| Предел прочности, sв ,МПа | Предел текучести, s0,2 ,МПа | Ударная вязкость, мДж/м2 | |
| 1. Малонагруженные детали машин (прокаливаемость при закалке малая) | |||
| Углеродистые стали марок: 10, 15,20 | 380…460 | 245…295 | малая (не приводится) |
| 2. Средненагруженные детали машин (прокаливаемость при закалке в сечениях 10…20 мм) | |||
| Легированные стали марок 15Х, 20Х, 15ХР, 20ХР и др. | 730…830 | 590…690 | 0,8…1,2 |
| 3. Высоконагруженные детали машин (прокаливаемость при закалке в зависимости от марки стали от 20 до 100 мм) | |||
| Легированные стали марок 12ХГМ, 20ХГР, 25ХГМ, 12ХН3А, 15ХГН2ТА, 20ХН2М и др. | 980...1270 | 830…1080 | 0,7…1,0 |
Далее с использованием данных табл. 20 по учебникам и справочникам проводят выбор разновидности марки стали по наличию и содержанию легирующих элементов, содержанию углерода, проверку обеспечения заданных в условии задачи твердости поверхностного слоя, глубины упрочняемого слоя и предела текучести сердцевины, затем назначают режимы обработки по учебникам и справочникам.
Таблица 20
Характеристики основных видов поверхностного упрочнения способами
химико-термической и термической обработки стальных деталей машин
| Операции упрочняющей термической обработки деталей машин | Типовая глубина упрочняемого слоя, мм | Твердость поверхностного слоя | Попереч ное сечение (диаметр) детали, мм | Предел текучести сердцевины, s0,2 ,МПа | Некоторые примеры типовых марок сталей | |
| HV | HRC | |||||
| Химико-термическая обработка | ||||||
| Цементация, закалка и низкий отпуск | 1,5…1,8 | - | 58…62 | до 50…60 | 390…830 | 20Х, 25ХГТ, 20ХН2М и др. |
| Нитроцементация, закалка, низкий отпуск | 0,2…0,8 | - | 58…64 | до 30 | 930 | 35Х 25ХГМ и др. |
| Борирование | 0,1…0,2 | 1800…2000 | - | до 150 | Зависит от марки стали и термооб работки | Конструкци- онные стали (40Х, 30ХГСА и др.) |
| Закалка, высокий отпуск и азотирование | 0,3…0,5 | 850…1050 | (65…68) | до 60…200 | 880…590 | 38Х2МЮА и др. |
| Поверхностная термическая обработка | ||||||
| Поверхностная индукционная закалка (закалка с нагревом ТВЧ) после улучшения и низкого отпуска | 1,6…5,0 | - | 45…55 | 40…100 | 375 | 40Х, 45 и др. |
| Операции упрочняющей термической обработки деталей машин | Типовая глубина упрочняемого слоя, мм | Твердость поверхностного слоя | Попереч ное сечение (диаметр) детали, мм | Предел текучести сердцевины, s0,2 ,МПа | Некоторые примеры типовых марок сталей | |
| HV | HRC | |||||
| Объемно-поверхностная индукционная Закалка с глубинным нагревом после улучшения и низкого отпуска | 1,5…2,0 | - | 58…61 | 6 | 1850 | 55ПП |
| Лазерная закалка (термоупрочнение) после улучшения и низкого отпуск | 0,5…1,0 | 950…1200 | (67…72) | 16…25 | 460…780 | 45, 40Х и др. |
Пример 2. Задание. Обеспечить поверхностное упрочнение на глубину 0,4 мм вала диаметром 30 мм. Твердость поверхностного слоя HRC 60, предел текучести сердцевины не ниже 900 МПа.
Решение. В соответствии с заданными техническими требованиями принимаем в качестве способа упрочнения нитроцементацию, закалку и низкий отпуск; марку стали 35Х. Как видно из табл. 20, в этом случае обеспечивается при диаметре детали до 30 мм предел текучести сердцевины 930 МПа, твердость поверхностного слоя HRC 58...64, глубина упрочняемого слоя 0,2...0,8 мм. Эти данные соответствуют техническим требованиям в условиях задания.
Химико – термическая обработка деталей машин из сталей
Газовая цементация. При проведении цементации применяют различные науглероживающие газы, жидкие карбюризаторы (бензин, керосин, синтин и др.), которые подают каплями в шахтные печи; при их разложении образуется газ (расход газа 0,9…1,2 м3/ч). В массовом производстве (автомобилестроение и др.) часто применяют получаемый из природного газа в генераторах эндотермический газ (эндогаз) состава (мас. %): 19…23 СО; до 1 СН4; до 0,2 СО2; 39…44 Н2; 33…37 N2.
Для эндогаза существует зависимость между достигаемым при цементации в поверхностном слое содержанием углерода в стали и количеством Н2О или СО2 в газе, что позволяет автоматически регулировать состав эндогаза для получения требуемого содержания углерода в поверхностном слое деталей (обычно 0,8…1,1 % С).
Температура газовой цементации составляет 910…930°С (иногда повышают до 940…960°С или, редко, устанавливают 980…1000°С). Продол-жительность процесса зависит, кроме глубины слоя, также от ряда других факторов: состава газа, величины садки в печи, толщины деталей и др. При ее назначении следует использовать и заводские данные, полученные студентами при прохождении технологической практики. Для ориентировки в табл. 21 приведены данные ЗИЛа по газовой цементации деталей из стали 25ХГТ в безмуфельной печи СЩЦ при 950 °С.
Таблица 21
