Микроструктура углеродистой стали после закалки и отпуска.

Назад к списку

Сталь – материал, использующийся в основном как в черной металлургии, так и в других промышленных отраслях.

По качеству сталь бывает:

    обыкновенная; </li>качественная, </li>высококачественная; </li>особо высококачественная;  </li></ol>

    Количестве вредных примесей — вот основное отличие между ними. По химическому составу стали могут быть углеродистые и легированные.

    Компания «СтальТорг» предлагает огромный выбор стали, каждый вид которой применяется в определённой области. Как правило, это конструкционная углеродистая качественная сталь, обладающая прекрасными эксплуатационными характеристиками.

    Сталь 08 используется для изготовления деталей с хорошей пластичностью. Это шайбы, прокладки и патрубки, работающие при температурах от -40 до +450°С.

    Конкретные виды стали подразделяются на определённые подвиды, которые функционируют в абсолютно разных сферах. К примеру, сталь 12 необходима для котлов, сварных конструкций, пролётов строения железнодорожных мостов, а также автомобильных деталей.

    В нашем ассортименте — полный спектр сталей любого назначения. У нас Вы можете заказать сталь 18, сталь 95 и другие стали, востребованные во многих областях промышленности и народного хозяйства.

    Сталь 20

    Сталь 20 предназначена для изготовления листового проката 1-2 категории, применяемого при холодной штамповки. Также она необходима для штампованных деталей, служащих в высоких температурных условиях.

    Сталь 20 используется для:

      оборудования атомных станций; </li>изготовления заготовок деталей трубопроводной арматуры; </li>деталей типа донышек, колец, патрубков, тройников для энергооборудования и трубопроводов тепловых электростанций; </li>труб бесшовных высокого давления для топливопроводов дизелей; </li>деталей и элементов трубопроводов горячей воды атомных станций; </li>труб для химических и нефтехимических веществ; спиральношовных труб с двухсторонним швом для трубопроводов атомных электростанций. </li></ol>

      Сталь 30

      Сталь 30 предназначена для изготовления листового проката 1-2 категории.

      Сталь 30 применяется при:

        холодной штамповки; </li>шпинделей, звездочек, валов, цилиндров прессового оборудования, соединительных муфт, рычагов и других деталей невысокой прочности; </li>проволоки, применяемой при изготовлении спиц велосипедов и мотоциклов; </li>горячекатаного профиля для крыла плоскореза сельскохозяйственных машин.</li></ol>

        Сталь 35

        Следующий вид стали, выпускаемой нашей компанией, – сталь 35. Сталь 35 применяется для изготовления деталей механизмов, которые испытывают небольшие нагрузки. Примером таких деталей служат цилиндры, шатуны, диски, обода, звездочки.

        В свою очередь, после закалки, сталь 35 используют для производства деталей корпусов погружных электродвигателей для нефтяной промышленности, профилей поворотного круга для автоприцепов, трубопроводов, в мото- и велостроении.

        Сталь 40

        Для изделий с повышенным требованием по сроку службы и эксплуатации при высоких температурах, берётся сталь 40. В частности, из неё изготавливают крепёжные детали, фланцы, втулки, диски, валы.

        Сталь 40 предназначена для:

          холодной штамповки; </li>зубчатых венцов, коленчатых валов, зубчатых колес, маховиков, осей и др; </li>детали гидрогенераторов; </li>кованых заготовок валов компрессорных машин и газовых турбин; </li>после закалки при изготовлении деталей трубопроводной арматуры; </li>деталей , к которым предъявляются требования высокой твердости и повышенной износостойкости;</li></ol>

          Сталь 45

          Когда изделиям нужна высокая прочность, оптимальна сталь 45. Она актуальна для распределительных и коленчатых валов, шпинделей, цилиндров и других деталей. Сталь 45 подвергается закалке и термообработке, что обеспечивает свойства, такие как увеличения твердости и гибкость (для пружинных сталей).

          Сталь 45 предназначены для изготовления:

            деталей гидрогенераторов; </li>после закалки – деталей трубопроводной арматуры; </li>в мотовелостроении – бесшовных труб; </li>цельнокатаных колец различного назначения; </li>термообработанной проволоки, предназначенной для изготовления деталей, используемые в ткацких станках. </li></ol>

            Сталь 50

            Если детали работают на трение, то для них применяют сталь 50. Без неё невозможно представить производство зубчатых колёс, малонагруженных рессоров и пружин, бандажей и др. Еще одно применение сталь 50 – изготовление роторов электрических машин и ремизной термообработанной луженой проволоки.

            Сталь 60

            Сталь 60 – для деталей, которым крайне важны прочность и повышенная износостойкость. Это диски сцепления, регулировочные и замочные шайбы и шпиндели.

            Сталь 60 применяется:

              цельнокатаные вагонные колеса; </li>рабочие листовые валки станов для прокати металлов; </li>автомобильные диски сцепления, пружинные кольца амортизаторов; </li>и другие похожие детали, для которых предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.</li></ol>

              Сталь 60 не применяется для сварных конструкций и малочувствительна к флокеночувствительности. Также сталь 60 не склонна к отпускной хрупкости.

              Среди всех различных материалов, которые применяются в машиностроительной и других областях, наибольшее распространение получила сталь. Она выпускается в самых различных вариантах исполнения, эксплуатационные качества во многом зависят от химического состава. Процесс легирования позволяет придать материалу определенные эксплуатационные качества. К примеру, высокая концентрация хрома приводит к повышению коррозионной стойкости. Довольно большое распространение получила сталь 45Х. Она представлена легированной структурой, которая может выдерживать несущественное воздействие влаги и некоторых химических веществ. Сталь 45Х, характеристики которой могут быть улучшены при проведении термической обработки, имеет ряд особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

              img01.jpeg

              Расшифровка стали 45Х

              На территории СНГ применяется стандарт ГОСТ 4543-2016, который позволяет определить не только химический состав, но и различные эксплуатационные качества материала.

              Сталь 45Х ГОСТ определяет следующие вещества в составе:

              • Первая цифра 45 применяется для обозначения основного элемента в составе, которым является углерод. Как правило, большая часть состава приходится на железо, а углерод, концентрация которого составляет 0,46%, определяет основные эксплуатационные характеристики.
              • Следующая буква Х указывает на то, что в составе есть легирующий элемент, представленный хромом. Отсутствие цифры после буквы указывает на то, что концентрация элемента составляет 1,1%. Как ранее было отмечено, хром повышает коррозионную стойкость структуры. Однако, рассматриваемая марка стали 45Х не характеризуется высокими антикоррозионными качествами.
              • Рассматривая 45Х ГОСТ отметим, что в состав входит довольно большое количество никеля, кремния и марганца. Они определяют некоторые эксплуатационные характеристики металла, но они не отмечаются в маркировке.

              Расшифровка позволяет определить химический состав и основные эксплуатационные качества материала. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке материалов, но химический состав у аналогов примерно схожий.

              Химический состав стали

              Как ранее было отмечено, химический состав стали 45Х определяется маркировкой. Однако, она не отображает весь состав. Сталь марки 45Х характеризуется следующими особенностями:

              C Si Mn Ni S P Cr Cu Fe
              0,41 – 0,49 0,17 – 0,37 0,5 – 0,8 до 0,3 до 0,035 до 0,035 0,8 – 1,1 до 0,3 ~97

              Рафинирование структуры различными легирующими элементами проводится при применении сильных раскислителей, после чего вводится шлак, обрабатываемый кремнием и углеродом.

              Физические и механические свойства

              Рассматривая механические свойства стали 45Х следует учитывать, что она обладает высокой твердостью и прочностью, структура может выдерживать существенную нагрузку и во время эксплуатации не подвергаться разрушению. Сталь 45Х характеризуется следующими положительными качествами:

              • Достаточно высокая коррозионная стойкость, которая достигается при включении в состав хрома.
              • Высокие прочностные показатели. Твердость измеряется в различных показателях, часто применяется HRC и HB. Показатель твердости соответствует значению 229 МПа.
              • При выборе более подходящего материала уделяется внимание и удельному весу. Плотность стали 45Х составляет 7820 кг/м3.

              Модуль упругости и предел текучести могут варьироваться в достаточно большом диапазоне, что зависит от температуры. К примеру, при существенном повышении температуры модуль упругости падает. Предел текучести определяет то, насколько применим сплав при получении заготовок методом литья.

              Есть и несколько существенных недостатков у сплава:

              • Отпускная хрупкость. После закалки структура становится весьма восприимчивой к ударной нагрузке. Снизить вероятность повышения хрупкости можно при соблюдении технологии термической обработки.
              • Высокая степень склонности к образованию флокенов. Она свойственна довольно большому количеству различных сплавов.
              • Плохая свариваемость усложняет процесс изготовления различных изделий. При желании могут применяться самые различные технологии сварки. Процесс существенно упрощается за счет предварительного нагрева структуры. Кроме этого, структура сложна в резке при применении сварочного оборудования.
              • Флокеночувствительность – свойство, которое определяет высокую вероятность появления внутренних трещин после отливки различных изделий. Подобные дефекты часто возникают при горячей деформации легированной стали. Подобные дефекты становятся причиной высокой концентрации водорода во время термической обработки. Снизить вероятность появления дефектов можно за счет строгого соблюдения температурного режима.

              img04.jpeg

              В последнее время достаточно часто применяется метод вакуумизации сплава, за счет чего снижается концентрация водорода. Именно поэтому качество полученной структуры существенно увеличивается.

              Область применения

              По степени свариваемости структуры она относится к 4 группе. Сварочный шов может стать причиной образования различных трещин. Именно поэтому материал 45Х перед выполнением сварочных работ предварительно разогревается, что позволяет избежать просто огромного количества проблем с эксплуатацией полученного изделия.

              Кроме этого, требуется проводить предварительную подготовку кромок к выполнению дуговой сварки. При применении контактно-точечной технологии требуется термическая обработка.

              Другие свойства рассматриваемого материала определяют его широкое применение. На производственные площадки поставляются заготовки следующего типа:

              • Листы. Листвой металл получил широкое распространение, к примеру, при холодной или горячей штамповке. Кроме этого, листы металл используются при обшивке каркасных конструкций.
              • Поковки используются в качестве основы при создании различных изделий.
              • Трубы сегодня весьма распространены, к примеру, при создании отопительной системы или для транспортировки различной жидкости.
              • Металлопрокат применяется в машиностроительной области в качестве заготовки для различных деталей.

              img05.jpeg

              После проведения термической обработки Сталь 45Х может применяться для получения насадок, разверток и корпусов метчиков. Аналог стали 45Х может использоваться для получения различных ответственных конструкций, к примеру, осей, валов, зубчатых колес, болтов или плунжеров. Аналоги зарубежные могут использоваться для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе при низкой температуре. Примером назовем элементы мостов и железнодорожных конструкций.

              Для существенного увеличения эксплуатационных характеристик получаемых изделий проводится различная термическая обработка.

              Закалка приводит к существенному повышению твердости поверхности, однако хрупкость снизить можно только при отпуске. Достигнуть требуемых показателей можно только при соблюдении особенностей технологии.

              Термическая обработка

              Во многих случаях термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные качества металла. Термическая обработка стали 45Х проводится с учетом особенностей структуры. Рекомендации по выполнению подобной процедуры следующие:

              • Закалка стали 45Х проводится в масляной среде. Это позволяет существенно повысить качество поверхностного слоя структуры.
              • Проводимая закалка 45Х проводится с последующим охлаждением заготовки. Для этого может применяться обычная воздушная или масляная среда. Масло позволяет существенно повысить качество получаемого изделия, в то время как на воздухе охлаждение происходит при больших размерах. Применение водной среды может привести к появлению окалины и других дефектов.
              • Обязательно проводится отпуск, который позволяет снизить внутренние напряжения. Отпуск проводится в масле или на воздухе.

              Термообработка стали 45Х проводится в зависимости от нагрузок, на которые рассчитаны изделий. Расчет проводится в зависимости от трех критических точек. Закалка проводится при температуре 860 градусов Цельсия. Показатель часового интервала составляет 4 часа. Отпуск на воздухе может проводиться при температуре 200 градусов Целься, при применении масляной ванны показатель повышается до 500 градусов Цельсия. В некоторых случаях проводится нормализация стали 45Х.

              При правильном проведении термической обработки твердость после закалки составляет около 229 HB. При этом внутренние напряжения существенно снижаются, за счет чего существенно продлевается срок эксплуатации получаемого изделия.

              В заключение отметим, что рассматриваемая сталь довольно сложна в изготовлении, за счет чего существенно повышается себестоимость. Именно поэтому легированный сплав применяется при изготовлении ответственных изделий, которые должны обладать исключительной прочностью. Поверхность характеризуется достаточно высокой устойчивостью к воздействию влаги, но при этом показатель не соответствует нержавейке. Это связано с тем, что нержавейка имеет в составе хром с концентрацией около 18%. Включение других химических элементов позволяет расширить область применения сплавов.

              Оцените статью
              Рейтинг автора
              5
              Материал подготовил
              Илья Коршунов
              Наш эксперт
              Написано статей
              134
              Добавить комментарий