2020-06-30
190
Оптимальным является применение цементируемой легированной стали марки 30ХГТ.
Сталь 30ХГТ содержит 0,3% углерода, 1% хрома, 1% марганца и добавки титана.
Химический состав 30ХГТ, % (ГОСТ 4543 – 71)
| C | Mn | Si | Cr | Ti | S | P | Ni | Cu |
| не более | ||||||||
| 0,28-0,32 | 0.8-1.1 | 0,17-0,37 | 1-1.3 | 0.03-0.09 | 0,035 | 0,035 | 0.3 | 0.3 |
Основа – железо
Легирующие-углерод, хром, марганец, титан
Расскислители – марганец, кремний
Вредные – сера, фосфор
Температура критических точек Стали 30ХГТ,°С
| Ас1 | Ас3 |
| 770 | 825 |
Для массового производства зубчатых колес наиболее оптимально в качестве ХТО газовую цементацию. При газовой цементации в качестве карбюризатора используют разбавленный природный газ (состоящий почти полностью из метана), контролируемые атмосферы, получаемые в специальных генераторах. Основная реакция которая при этом происходит:
СН4 ® 2Н2+С*
Наружная часть слоя, содержащая >0,8 % С, имеет структуру заэвтектоидных сталей -перлит и вторичный цементит, который при медленном охлаждении выделяется на границах аустенитных зерен в виде оболочек (на шлифе сетка). Средняя часть слоя, имеющая эвтектоидную концентрацию (0,8%), состоит из перлита. Далее по направлению к сердцевине концентрация углерода уменьшается, структура соответствует доэвтектоидной стали, причем количество перлита уменьшается при приближении к сердцевине.
|
|
|
Рисунок 1 - Микроструктура цементованного слоя (после цементации,до упрочняющей ьермической обработки): 1 – зона заэвтектоидной стали; 2 – зона эвтектоидной стали; 3 – зона доэвтектоидной стали; 4 – зона с исходной структурой
Рисунок -График термической обработки шестерен из стали 30ХГТ
Рисунок 3 - микроструктура цементованного слоя легированной и углеродистой стали после термообработки: неполная закалка + низкий отпуск
Отпуск при 180 - 200°С проводится для снятия внутренних напряжений и получение более устойчивого структурного состояния, повышение вязкости и пластичности, а также понижение твердости и уменьшение хрупкости закаленной стали. Он выполняется с целью получения структуры мартенсита отпуска и для частичного снятия внутренних напряжений в закаленной стали с целью повышения вязкости без заметного снижения твердости. После такого режима термической обработки структура поверхностного слоя – мартенсит отпуска с вкраплениями избыточного цементита, а сердцевины – мелкозернистый феррит+перлит (сорбит).
Механические свойства 30ХГТ (ГОСТ 4543-87)
| Закалка, ºС | Отпуск, ºС | σТ | σB | δ | ψ | KCU | |||
| МПа | % | % | Дж/см2 | ||||||
| 750 в масло | 200 | 1275 | 1470 | 9 | 40 | 50 | |||
Цементация деталей из легированной стали дает возможность получать в поверхностном слое структуру мартенсита отпуска, а в сердцевине – сорбит, троостит или мартенсит. Благодаря низкому содержанию углерода сердцевина будет иметь высокую ударную вязкость.
|
|
|
| Обработка | исходноe состояниe (до ТО, ХТО) | после цементации | после закалки | после низкого отпуска | |||
| поверх- ность | сердцеви- на | поверх- ность | сердцеви- на | поверх- ность | сердцеви- на | ||
| схема получаемой структуры | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| название структурных составляющих | Феррит+ перлит | Перлит+цементит | Феррит+перлит | Мелкоигольчатый мартенсит | Феррит+перлит | Мартенсит отпуска | Бейнит отпуска |
ВОПРОС 8
