Сталь 38ХМЮА.

Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхностного слоя 1000 HV). Для их изготовления назначают сталь 38ХМЮА. Для этой стали оптимальным вариантом упрочнения является улучшение с последующим азотированием. Обладая повышенной хрупкостью, азотированный слой должен опираться на упрочненную подложку. В данном процессе ее формируют закалка и высокий отпуск.

Химический состав этой стали, %: углерод – 0,35 – 0,42, хром – 1,35 – 1,65, молибден – 0,15…0,25, алюминий – 0,7 – 1,1. Нагрев под закалку стали 38ХМЮ следует проводить с учетом ее легированности. Для получения однородного легированного аустенита нагрев проводят до 920 ^оС. Хром, молибден и особенно алюминий сдерживают рост аустенитного зерна при нагреве, поэтому формирование крупного зерна в стали 38ХМЮА не происходит. Структура стали после закалки: мартенсит небольшое количество аустенита остаточного (из-за наличия легирующих элементов, снижающих температурный интервал мартенситного превращения).

Легирующие элементы хром и молибден, снижая критическую скорость закалки, увеличивают прокаливаемость стали. Критический диаметр стали 38ХМЮА d_кр = 45 мм (при закалке в масле).

После закалки проводят высокий отпуск. Температура отпуска должна на 50–100 ^оС превышать температуру азотирования. Назначаем температуру отпуска 600–650 ^оС. В процессе выдержки при отпуске протекает распад М_зак на зернистую среднедисперсную смесь феррита и цементита, называемую сорбитом отпуска. После отпуска следует окончательная механическая обработка (шлифование) и азотирование. Для обеспечения требуемой твердости 1000 HV, азотирование проводят при 520–540 ^оС в течение 20–30 ч, при этом образуется диффузионный слой толщиной 0,2 – 0,3 мм.

Наличие хрома и алюминия способствует формированию в слое специальных нитридов CrN и AlN, что приводит к повышению его твердости слоя. Механические свойства в готовом изделии: s_В = 900 МПа, d = 10 %, y = 45 %, а_Н = 80 Дж/см², твердость поверхности 1000 HV .

Аналогично выполняется задание по инструментальным сталям.

 

Список литературы

 

1 Лахтин, Ю. М. Материаловедение : учебник / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. – М. : Машиностроение, 1990. – 527 с.

2 Лахтин, Ю. М. Металловедение и термическая обработка : учебник / Ю. М. Лахтин. – М. : Металлургия, 1983. – 359 с.

3 Гуляев, А. П. Металловедение : учебник / А. П. Гуляев. – М. : Металлургиздат, 1986. – 648 с.

4 Материаловедение : учебник / Б. Н. Арзамасов [и др.]. – М. : Машиностроение, 1986. –383 с.

5 Гольштейн, М. И. Специальные стали : справочник / М. И. Гольштейн, С. В. Грачев, Ю. Г. Верслер. – М. : Металлургия, 1986. – 408 с.

6 Термическая обработка в машиностроении : справочник / Под ред. Ю. М. Лахтина. – М. : Машиностроение, 1980. – 783 с.

7 Журавлев, В. Н. Машиностроительные стали : справочник /В. Н. Журавлев, О. Н. Николаева. – М. : Машиностроение, 1981. – 392 с.

8 Худокормова, Р. Н. Материаловедение: лабораторный практикум : учеб. пособие для вузов / Р. Н. Худокормова, Ф. И. Пантелеенко ; под ред. Л. С. Ляховича. – Минск : Выш. шк., 1988. – 224 с.

9 Конструкционные материалы : справочник / Под ред. Б. Н. Арзамасова. – М. : Машиностроение, 1990. – 688 с.