Высокопрочные стали и их термическая обработка

Высокопрочные стали и способы их обработки на заданную прочность.

Стали с мартенситной структурой обладают рядом отрицательных свойств. Причем эти свойства проявляются тем больше, чем больше их прочность, которая в основном достигается повышением содержания углерода. По этой причине при термической обработке деталей, изготовленных из высокопрочных сталей, необходимо соблюдать определенные требования для безаварийной работы узлов, изготовленных из высокопрочных сталей.

1. При выборе материала, в случае применения высокопрочной стали, следует отдавать преимущество той марке, где меньше содержание углерода. В этом случае снижается вероятность хрупкого разрушения детали.

2. При разработке технологии термической обработки рекомендуется выбирать тот способ, который обеспечивает минимально необходимую прочность. Большой запас прочности снижает надежность детали. Следует отдавать преимущество изотермической закалке на бейнит, а не непрерывной или ступенчатой – на мартенсит.

3. Следует помнить, что стали с мартенситной структурой имеют высокую чувствительность к наличию концентраторов напряжений. Поэтому поверхность деталей не должна иметь рисок, расположенных поперек главной действующей силы. Это можно достичь полировкой поверхности или пескоструйной обработкой детали.

4. при конструировании деталей следует предусматривать плавные переходы в местах изменения сечений (галтели) радиусом не менее 5 мм. Крепежные детали с резьбой должны иметь разгрузочные канавки.

5. если конструкция детали не позволяет сделать плавный переход, то необходимо деталь её разъемной.

6. мартенсит обладает низкой коррозионной стойкостью во влажной атмосфере и по этой причине подвержен коррозионному растрескиванию. Поэтому поверхность деталей, не защищенных от воздействия атмосферных осадков, необходимо защищать от воздействия влаги – наносить электролитические покрытия.

7. В стали с мартенситным состоянием проявляется эффект П. А. Ребиндера. Это необходимо учитывать при конструировании узла машины или защищать поверхность деталей от воздействия жидких сред.

 

 

Таблица 18

Марка стали	sв, МПа	Рекомендуемая термическая обработка	прокаливаемость цилиндра диаметром, мм
30ХГСА	1400…1600 1500…1700 1600…1750	Изотермическая закалка 280…330 °С 270…300 °С 240…280 °С
30ХГСНМА	1500…1700 1650…1850	Изотермическая закалка 270…330 ºC Зак. В мас., отп. 220 °С
25Х2ГНТА	150...1650	Изотермическая закалка 240...280 °С, или зак. в мас., отп. 220 °С
30Х2ГН2СВМА	1600...1850	Зак. на воздухе, отп. 300 °С или зак. в мас., отп. 300 °С	не регламентирована
40ХГСН3ВА	1800...2000	Изотермическая закалка 240...260 °С	не регламентирована
30ХГСА	1400...1600 1500...1700 1600...1750 1650...1850	Изотермическая закалка 280...330 °С 270...300 °С 240...280 °С Зак. в мас., отп. 220 °С
38ХС	1700...1900	Изотермическая закалка 240...280 °С
35ХГСА	1650...1850	Изотермическая закалка 240...280 °С
33ХС	1600...1750	Изотермическая закалка 240...280 °С

 

8. Мартенсит подвержен водородному охрупчиванию. Не следует использовать высокопрочные стали в кислых средах, атмосферах, содержащих аммиак и сернистые газы.

9. Стали с мартенситной структурой склонны к замедленному разрушению. Поэтому постоянно действующая сила не должна вызывать напряжения выше 0,8.