Конструкционные (машиностроительные) цементируемые (нитроцементируемые) легированные стали

Цементацию (нитроцементацию) широко применяют для упрочнения среднеразмерных зубчатых колес, валов коробки пере­дач автомобилей, валов быстроходных станков, шпинделей и мно­гих других деталей машин.

Для изготовления деталей, упрочняемых цементацией, приме­няют низкоуглеродистые (0,15—0,25 % С) стали. Содержание легирующих элементов в сталях не должно быть слишком высоким, но должно обеспечить требуемую прокаливаемость поверхност­ного слоя и сердцевины. При этом следует иметь в виду, что карбидообразующие элементы (Сr, Мn и др.) уменьшают раствори­мость углерода в аустените. Это способствует образова­нию в цементованном слое карбидов, при меньшем содержании уг­лерода, обеднению аустенита легирующими элементами и умень­шению прокаливаемости цементованного слоя, как следствие этого, ухудшению механических свойств. Марганец и хром, ко­торыми нередко легируют цементуемые стали, повышают прока­ливаемость сердцевины и в меньшей степени цементованного слоя. Сильно повышает прокаливаемость цементованного слоя молибден.

После цементации, закалки и низкого отпуска цементованный слой должен иметь твердость 58—62 HRС, а сердцевина 30—42 HRС. Сердцевина цементуемых сталей должна обладать высокими механическими свойствами, особенно повышенным пре­делом текучести, кроме того, она должна быть наследственно мелкозернистой.

К данной группе сплавов можно отнести следующие:15Х, 20Х, 20ХФ, 12ХН3Ф,18ХГТ и др.

Конструкционные (машиностроительные) улучшаемые легированные стали

Многие детали машин (коленчатые валы, валы, оси, штоки, шатуны, ответственные детали турбин и компрессорных машин и др.) изготовляют из среднеуглеродистых сталей (0,3— 5 % С) и подвергают закалке и высокому отпуску (улучшение). Стали закаливаются от 820—880°С (в зависимости от состава) в масле (крупные детали охлаждают в воде) и проходят отпуск при 550—680°С. После такой обработки структура стали — сорбит. Стали должны иметь высокий предел текучести, малую чувствительность к концентраторам напряжений, в изделиях, работающих при многократно прилагаемых нагрузках, высокий предел выносливости и достаточный запас вязкости. Кроме того, улучшаемые стали должны обладать хорошей прокаливаемостью и малой чувствительностью к отпускной хрупкости. К этим сталям относятся 30Х, 40ХФА, 40ХГТР, 30ХГС, 30ХН3А и др.