Меню

Как закалить хром ванадиевую сталь

kak.ahuman.ru

Закалкой называют вид термической обработки металлов, который заключается в нагреве выше критической температуры с последующим резким охлаждением (обычно) в жидких средах. Критической называют температуру, при которой происходит изменение типа кристаллической решетки, то есть осуществляется полиморфное превращение. Она определяется она по диаграмме «железо-углерод». фото

Свойства стали после закалки

После закалки увеличивается твердость и прочность стали, но при этом повышаются внутренние напряжения и возрастает хрупкость, провоцирующие разрушение материала при резких механических воздействиях. На поверхности изделия появляется толстый слой окалины, который необходимо учитывать при определении припусков на обработку.

Внимание! Некоторые изделия закаляются частично, например, это может быть только режущая кромка инструмента или холодного оружия. В этом случае на поверхности изделия можно наблюдать четкую границу, разделяющую закаленную и незакаленную части. Закаленную часть на клинках называют «хамон», что в переводе на современный язык металлургии означает «мартенсит».

Определение! Мартенсит – основная составляющая структуры стали после закалки. Вид этой микроструктуры – игольчатый или реечный.

Для уменьшения внутренних напряжений и роста пластичности осуществляют следующий этап термообработки – отпуск. При отпуске происходит некоторое снижение твердости и прочности.

Технология закалки

Режим закалки определяется температурой, временем выдержки, скоростью охлаждения, используемой охлаждающей средой.

Способы закалки стали:

  • в одном охладителе – применяется при работе с деталями несложной конфигурации из углеродистых и легированных сталей;
  • прерывистый в двух средах – востребован для обработки высокоуглеродистых марок, которые сначала остужают в быстро охлаждающей среде (воде), а затем в медленно охлаждающей (масле);
  • струйчатый – обычно востребован при частичной закалке изделия, осуществляется в установках ТВЧ и индукторах обрызгиванием детали мощной струей воды;
  • ступенчатый – процесс, при котором деталь остывает в закалочной среде, приобретая во всех точках сечения температуру закалочной ванны, окончательное охлаждение осуществляют медленно;
  • изотермический – похож на предыдущий вид закалки стали, отличается от него временем пребывания в закалочной среде.

Типы охлаждающих сред

От правильного выбора охлаждающей среды во многом зависит конечный результат процесса.

    Для поверхностной закалки и работы с изделиями простой конфигурации, предназначенными для дальнейшей обработки, применяется в основном вода. Она не должна содержать соли и примеси моющих средств, оптимальная температура +30°C.

Внимание! Использовать этот способ охлаждения для деталей сложной конфигурации не рекомендуется из-за риска появления трещин.

Внимание! Для работы с изделиями из углеродистых сталей со сложным химическим составом используют комбинированное охлаждение. Оно состоит из двух этапов. Первый – охлаждение детали в воде, второй, после +200°C, – в масляной ванне. Перемещение из одной охлаждающей среды в другую должно производиться очень быстро.

Какие стали можно закаливать?

Процедурам закалки и отпуска не подвергается прокат и изделия из него, изготовленные из малоуглеродистых сталей типа 10, 20, 25. Этот вид термообработки эффективен для углеродистых сталей (45, 50) и инструментальных, у которых в результате твердость увеличивается в три-четыре раза.

Читайте также:  Парни из стали 2 будет или нет

Таблица режимов закалки и областей применения для некоторых видов инструментальных сталей

Источник

Хромванадиевая сталь

На самом деле инструмент делают из стали, которая была подвержена легированию. Легированная сталь содержит специальные легирующие добавки, которые позволяют в значительной степени менять ряд ее механических и физических свойств. В данной статье мы разберемся, что из себя представляет классификация легированных сталей, а также рассмотрим их маркировку.

По содержанию в составе стали углерода идет разделение на:

  • низкоуглеродистые стали (до 0,25% углерода);
  • среднеуглеродистые стали (до 0,25% до 0,65% углерода);
  • высокоуглеродистые стали (более 0,65% углерода).

В зависимости от общего количества в их составе легирующих элементов, которые содержит легированная сталь, она может принадлежать к одной из трех категорий:

  • низколегированная (не более 2,5%);
  • среднелегированная (не более 10%);
  • высоколегированная (от 10% до 50%).

Применение инструментальных легированных сталей


Инструментальная легированная сталь широко используется при производстве разнообразного инструмента. Но помимо явного превосходства над углеродистой сталью в плане твердости и прочности, у легированной стали есть и слабая сторона — более высокая хрупкость. Поэтому для инструмента, который активно подвергается ударным нагрузкам, такие стали не всегда подходят. Тем не менее при производстве огромного перечня режущего, ударно-штампового, измерительного и прочего инструмента именно инструментальные легированные стали остаются незаменимыми.

Отдельно можно отметить быстрорежущую сталь, отличительными особенностями которой являются крайне высокая твердость и красностойкость до температуры 600 градусов. Такая сталь способна выдерживать нагрев при высокой скорости резания, что позволяет увеличить скорость работы металлообрабатывающего оборудования и продлить срок его службы.

К отдельной категории относятся легированные конструкционные стали, наделенные особыми свойствами: нержавеющие, с улучшенными электрическими и магнитными характеристиками. От того, какие элементы, а также в каких количествах преимущественно содержатся в них, они могут быть хромистыми, никелевыми, хромоникельмолибденовыми. Также они делятся на трех-, четырех- и более компонентные по числу содержащихся в них легирующих добавок.

Маркировка легированных сталей указывает на то, какие добавки в ней содержатся, а также на их количественное значение. Но также важно знать и то, какое именно влияние на свойства металла оказывает каждый из этих элементов в отдельности.

Хром
Добавка хрома увеличивает коррозионную стойкость, повышает прочность и твердость, является основным компонентом при создании нержавеющей стали.

Никель
Добавление никеля повышает пластичность, вязкость стали и коррозионную стойкость.

Титан
Титан уменьшает зернистость внутренней структуры, повышая прочность и плотность, улучшает обрабатываемость и коррозионную стойкость.

Читайте также:  Устройство нащельника из оцинкованной стали

Ванадий
Присутствие ванадия уменьшает зернистость внутренней структуры, что повышает текучесть и порог прочности на разрыв.

Молибден
Добавка молибдена дает возможность улучшить прокаливаемость, повысить коррозионную устойчивость и снизить хрупкость.

Вольфрам
Вольфрам повышает твердость, не дает зернам увеличиваться при нагреве и снижает хрупкость при отпуске.

Кремний
При содержании до 1-15% кремний повышает прочность, сохраняя вязкость. При увеличении процента содержания кремния повышается магнитопроницаемость и электросопротивление. Также данный элемент увеличивает упругость, стойкость к коррозии и сопротивляемость к окислению, но также повышает хрупкость.

Кобальт
Введение кобальта увеличивает ударопрочность и жаропрочность.

Алюминий
Добавление алюминия способствует повышению окалиностойкости.

Углерод
Оказывает на свойства стали очень значительное влияние. Если его содержится до 1,2%, то углерод способствует повышению твердости, прочности, предела текучести металла. Превышение указанного значения способствует тому, что начинает значительно ухудшаться не только прочность, но и пластичность.

Марганец
Если количество марганца не превышает 0,8%, то он считается технологической примесью. Он призван повысить степень раскисления, а также противостоять негативному влиянию серы на сталь.

Сера
При превышении содержания серы выше 0,65% механические свойства стали существенно снижаются, речь идет об уменьшении уровня пластичности, коррозионной стойкости, ударной вязкости. Также высокое содержание серы негативно влияет на свариваемость стали.

Фосфор
Даже незначительное превышение содержания фосфора выше необходимого уровня чревато повышением хрупкости и текучести, а также снижением вязкости и пластичности стали.

Азот и кислород
При превышении определенных количественных значений в составе стали вкрапления данных газов повышают хрупкость, а также способствуют понижению ее выносливости и вязкости.

Водород
Слишком большое содержание водорода в стали ведет к увеличению ее хрупкости.

Прочность инструмента зависит от многих факторов, но качество самой стали обуславливается количеством и составом легирующих элементов.
На ручном инструменте можно часто заметить маркировки CrV — хромванадиевая сталь, CrNI — хромоникелевая сталь, Cr-Mo — хромомолибденовая сталь.

хромованадиевая сталь (CrV) – характеризующаяся повышенной устойчивостью к коррозии и образованию ржавчины. Добавление хрома значительно улучшает восприимчивость стали к закалке. Добавление ванадия увеличивает вязкость стали при термической обработке, что положительно влияет на устойчивость к высоким температурам и препятствует деформациям.

хромоникелевая сталь (CrNI) – характеризуется очень высокой устойчивостью к воздействию коррозионных факторов, таких как морская вода или серная кислота. Кроме кислотоустойчивости, данная сталь отличается жароупорностью и жаропрочностью.

хромомолибденовая сталь (Cr-Mo) – определенно самая легкая, благодаря чему изделия из этой стали более прочные при меньшем удельном весе. Добавление молибдена увеличивает растяжимость стали при высоких температурах и предотвращает деформацию. Также увеличивает общую устойчивость стали к коррозии во влажной и кислой среде.

Читайте также:  Дефекты парапетов из оцинкованной стали

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Хромованадиевая сталь

Хромованадиевые стали , кроме прочности и вязкости, присущих хромистым сталям, обладают высокой упругостью и менее склонны к перегреву. [16]

Хромованадиевые стали обладают некоторой склонностью к отпускной хрупкости и ( поэтому, если из них изготовляют не цементуемые детали, а изделия, подвергаемые термической обработке с высоким отпуском, охлаждать их после отпуска следует в масле. Сравнительно невысокая прокаливаемость хромованадиевых сталей ограничивает их применение некрупными деталями. [17]

Хромованадиевая сталь 85ХФ, как и предыдущие хромистые стали, в инструментах небольших сечений принимает закалку с охлаждением в масле и в расплавленных солях. Присутствие ванадия способствует образованию мелкого зерна и препятствует перегреву. Вследствие этого сталь 85ХФ превосходит по вязкости заэвтектоидные углеродистые и хромистые стали, особенно после отпуска при 300 — 400, создающего трооститную структуру. [19]

Хромованадиевая сталь марок 15ХФ, 20ХФ, 20ХЗФ и 40ХФА ( табл. 1 — 3 и 47 — 51; рис. 88 — 95) применяется после цементации, закалки и отпуска, а сталь 40ХФ — после улучшения для изготовления различных деталей сравнительно небольшого размера, работающих на трение и требующих повышенной, по сравнению с углеродистой сталью, прочности и вязкости сердцевины. [20]

Малоуглеродистые хромованадиевые стали применяются для изготовления деталей, подвергающихся цементации; стали со средним содержанием углерода приобретают высокие прочностные свойства после соответствующей термической обработки — закалки и отпуска. [21]

Хромованадиевая сталь марки 40ХФА хорошо обрабатывается резанием и хорошо сваривается; ее применяют в качестве цементуемой. [22]

Хромистые и хромованадиевые стали , В табл. 20 приведен химический состав хромистых и хромованадиевых сталей, а в габл. [23]

Для хромованадиевой стали допускаются напряжения в растянутых пружинах до 70 кг / мм9 при г от 6 мм до 8 мм. [24]

Для хромованадиевой стали допускаются напряжения в растянутых пружинах до 70 кг / мм при т от 6 мм до 8 мм. [25]

В среднеуглеродистых хромованадиевых сталях типа 40ХЗНЗМФ2Б при изотермической закалке во время выдержки при температуре 625 С из аустенита на стадии предвиделения, а местами и на стадии выделения образуется дисперсная карбидная фаза на основе карбида ванадия. При этом аустенит сильно обедняется углеродом. В таком сплаве на фоне низкоуглеродистого мартенсита имеются дисперсные выделения упрочняющей карбидной фазы. [27]

Положительные свойства хромованадиевой стали следующие: хорошая прокаливаемость, высокая усталостная прочность, устойчивость против перегрева. [28]

Специфическое применение имеют хромованадиевые стали , которые обладают хорошими упругими свойствами, что очень важно для изготовления ответственных пружин. [29]

Хорошо сопротивляются ударным нагрузкам кремнистые, воль-фрамо-кремнистые, хромованадиевые стали , хуже — марганвдвые, хромомарганцовые. [30]

Источник

Adblock
detector