1. Cel
Stal hartowana i odpuszczana stopowo jest szeroko stosowana do produkcji różnych ważnych części samochodów, ciągników, obrabiarek i innych maszyn, takich jak koła zębate, wały, korbowody, śruby itp.
2. Wymagania wydajnościowe
Większość części hartowanych wytrzymuje różnorodne obciążenia robocze, warunki naprężenia są stosunkowo złożone i wymagają wysokich kompleksowych właściwości mechanicznych, to znaczy mają wysoką wytrzymałość, dobrą plastyczność i wytrzymałość. Stal hartowana stopowo i odpuszczana wymaga również dobrej hartowności. Jednakże różne części mają różne warunki naprężenia i różne wymagania dotyczące hartowności.
3. Charakterystyka składników
(1) Średni węgiel: zawartość węgla wynosi zazwyczaj od 0,25% do 0,50%, przy czym większość wynosi 0,4%;
(2) Dodaj pierwiastki takie jak Cr, Mn, Ni, Si itp., aby poprawić hartowność: Oprócz poprawy hartowności, te pierwiastki stopowe mogą również tworzyć ferryt stopowy i zwiększać wytrzymałość stali. Na przykład wydajność stali 40Cr po hartowaniu i odpuszczaniu jest znacznie wyższa niż stali 45;
(3) Dodać pierwiastki, aby zapobiec drugiemu rodzajowi kruchości odpuszczania: Stal hartowana stopowo i odpuszczana zawierająca Ni, Cr, Mn jest podatna na wytwarzanie drugiego rodzaju kruchości odpuszczania, gdy jest odpuszczana w wysokich temperaturach i powoli chłodzona. Dodanie Mo i W do stali może zapobiec drugiemu rodzajowi kruchości odpuszczania. Odpowiednia zawartość wynosi około 0,15% do 0,30% Mo lub 0,8% do 1,2% W.
Porównanie właściwości po hartowaniu i odpuszczaniu stali 45 i stali 40Cr
Gatunek stali i stan obróbki cieplnej Rozmiar przekroju/ mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2
stal 45, hartowanie w wodzie w temperaturze 850 stopni, odpuszczanie w temperaturze 550 stopni f50 700 500 15 45 700
Stal 40Cr, hartowanie w oleju w 850 stopniach, odpuszczanie w temperaturze 570 stopni F50 (w środku) 850 670 16 58 1000
4. Rodzaje i gatunki stali (1) Stal hartowana i odpuszczana o niskiej hartowaniu 40Cr: Krytyczna średnica hartowania w oleju tego typu stali wynosi 30 mm ~ 40 mm i służy do produkcji ważnych części o ogólnych rozmiarach. (2) Stal stopowa 35CrMo o średniej hartowaniu i odpuszczaniu: Krytyczna średnica hartowania w oleju tego typu stali wynosi 40 mm ~ 60 mm. Dodatek molibdenu może nie tylko poprawić hartowność, ale także zapobiec drugiemu rodzajowi kruchości odpuszczania. (3) Stal stopowa 40CrNiMo o wysokiej hartowaniu, hartowana i odpuszczana: Krytyczna średnica hartowania w oleju tego typu stali wynosi 60 mm-100 mm, a większość z nich to stal chromowo-niklowa. Dodatek odpowiedniego molibdenu do stali chromowo-niklowej nie tylko zapewnia dobrą hartowność, ale także eliminuje drugi rodzaj kruchości odpuszczania.
5. Obróbka cieplna i właściwości strukturalne Końcową obróbką cieplną stali hartowanej stopowo i odpuszczanej jest hartowanie i odpuszczanie w wysokiej temperaturze (obróbka hartowniczo-odpuszczająca). Stal hartowana stopowo i odpuszczana ma wysoką hartowność i powszechnie stosuje się olej. Gdy hartowność jest szczególnie wysoka, można ją nawet chłodzić powietrzem, co może zmniejszyć wady obróbki cieplnej. Ostateczne właściwości stali hartowanej stopowo i odpuszczanej zależą od temperatury odpuszczania. Generalnie stosuje się odpuszczanie w temperaturze 500 stopni -650. Wybierając temperaturę odpuszczania, można uzyskać wymagane właściwości. Aby zapobiec drugiemu rodzajowi kruchości odpuszczania, szybkie chłodzenie (chłodzenie wodą lub chłodzenie olejem) po odpuszczaniu jest korzystne dla poprawy wytrzymałości. Struktura stali hartowanej stopowo i odpuszczanej po konwencjonalnej obróbce cieplnej to odpuszczony sorbit. W przypadku części wymagających powierzchni odpornych na zużycie (takich jak koła zębate i wrzeciona) wykonuje się indukcyjne hartowanie powierzchniowe i odpuszczanie w niskiej temperaturze, a strukturę powierzchni stanowi odpuszczony martenzyt. Twardość powierzchni może osiągnąć 55HRC ~ 58HRC. Granica plastyczności stali hartowanej i odpuszczanej po hartowaniu i odpuszczaniu wynosi około 800 MPa, a udarność przy twardości rdzenia 800 kJ/m2 może osiągnąć 22 HRC ~ 25 HRC. Jeśli rozmiar przekroju poprzecznego jest duży i nie jest hartowany, wydajność zostanie znacznie zmniejszona.
