Исследование процесса термической обработки стали 35ХГСЛ с разработкой технологий восстановления микроструктуры
Особенность применения стали 35ХГСЛ для изготовления зубчатых колес, осей, валов, муфт и других ответственных деталей, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости. Механические свойства исследуемой стали после термической обработки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.12.2019 |
| Размер файла | 4,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет
Исследование процесса термической обработки стали 35ХГСЛ с разработкой технологий восстановления микроструктуры
Бочагова Ю.Г.
Матвеева О.В.
Сталь 35ХГСЛ широко применяется для изготовления: зубчатых колес, осей, валов, муфт и других ответственных деталей, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости. На практике имеет место проблема роста зерна после термической обработки, что сопровождается снижением прочности. Для измельчения зерна мы провели термическую обработку на 7 образцах и проследили этап рост зерна.
Целью и задачей настоящей работы - разработать и исследовать влияние термических режимов обработки в интервале температур от 870 ±10° С до 950 ±10° С для литой стали 35ХГСЛ с целью получения улучшенных эксплуатационных характеристик за счет формирования мелкозернистой структуры.
Выполняя термическую обработку согласно ОСТ 1.90093-82 обнаружили, что сплав становится с крупнозернистой структурой и не проходит механические испытания. Для достижения цели решили провести исследование.
Порядок проведения исследований
Для исследований проследим на 7 образцах свидетелях этапы термообработки и формирования зерна. Химический состав образцов представлен в таблице 1 (ОСТ 1.90093-82).
Таблица № 1. Химический состав стали 35ХГСЛ в %.
|
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Cu |
|
|
0.3-0.4 |
0.6-0.8 |
1-1.3 |
до 0.3 |
до 0.04 |
до 0.04 |
0.6-0.9 |
до 0.3 |
Проводим термическую обработку согласно ОСТ 1.90093-82.Варианты термической обработки представлены в таблице 2. По микроструктуре и макроанализу проследим за ростом зерна.
Таблица 2.Термическая обработка стали 35ХГСЛ ОСТ 1.90093-82.
|
Марка стали |
Вариант термообработки |
Режим окончательной термообработки отливок-заготовок для контрольных образцов |
Механические испытания |
Твердость по Бринеллю |
|||||
|
Временное сопротивление разрыву ?вкгс/ммІ |
Предел текучести ?T (%) |
Удлинение ?5 (%) |
Сужение ?? ??? |
Ударная вязкость KCU(кДж/м2 ) |
|||||
|
35ХГСЛ |
1 |
Закалка с 890±10° С, в масле, отпуск при 630-670° С |
780(80) |
590 |
12 |
30 |
49 |
4.9-3.65 |
|
|
2 |
Закалка с 890±10° С, в масле, отпуск при 570-630° С |
980(100) |
835 |
9 |
25 |
29 |
3.65-3.35 |
Образец № 1
Исходный образец (без термической обработки). Литой образец марки 35ХГСЛ имеет структуру феррит-перлит (рис 1.). Излом имеет мелкокристаллическую структуру (рис.1.1).
Образец № 2
Провели нормализацию 870 ±10° С в защитной среде (аргон) 1час с последующем охлаждении на воздухе (рис.2). Излом характерен зарождением крупного зерна в середине (рис.2.1).
Рис.1. Микроструктура литого образца 35ХГСЛ.(Ч200) Рис.1.1 Излом образца стали 35ХГСЛ
Рис.2. Микроструктура образца после нормализации (Ч200). Рис. 2.1.Излом образца № 2 после нормализации.
Рис.3. Структура образца стали 35ХГСЛ зернистый перлит. .(Ч200) Рис.3.1. Излом образца стали 35ХГСЛ.
Образец № 3
Образец после нормализации 870±10° С в защитной среде (аргон) и последующего отпуском 680±10° С 2-3 часа охлаждение на воздухе. Образование камневидного излома в середине (рис. 3.1).
Таблица №3.Механические свойства исследуемой стали после термической обработки образца №4.
|
Марка стали |
Механические свойства |
|||||
|
Временное разрыву ?вкгс/ммІ |
Предел текучести ?T (%) |
Удлинение ?5 (%) |
Сужение ????? |
Ударная вязкость KCU(кДж/м2) |
||
|
35ХГСЛ |
105 |
92.5 |
8,0 |
21 |
2.8 |
Образец № 4
Образец после термической обработки нормализации 870 ±10° С, отпуска и последующей закалки 860±10° С (с последующем охлаждении в масле) и отпуска. В результате макроанализа, видим крупнозернистый излом рис. 4.1. Образец не соответствует механическим испытаниям ОСТ 1.90093-82. Механические свойства исследуемой стали после термической обработки представлены в таблице №3.
Рис. 4. Микроструктура образца марки 35ХГСЛ после полной термообработки (Ч200). Рис. 4.1.Крупнозернистый излом образца сплава 35ХГСЛ. сталь зубчатый деталь износостойкость
Образец №5
После первого эксперимента увеличили температуру нормализации выше критической точки (Ac3=840оС) t нормализации 950±10° С время выдержки 90 минут. Образование мелкозернистого перлита рис 5.
Рис.5 Микроструктура образца стали 35ХГСЛ после нормализации(Ч200). Рис. 5.1.Излом образца стали 35ХГСЛ после повышения температуры нормализации.
Образец № 6
Структура образца после нормализации 950±10° С, 90 мин и последующим отпуском 570±10° С. Образование мелкозернистого перлита.
Рис. 6. Микроструктура стали 35ХГСЛ после нормализации и отпуска(Ч200). Рис 6.1. Излом образца стали 35 ХГСЛ после нормализации и отпуска.
Образец № 7
Образец стали 35ХГСЛ после полной термической обработки. Нормализация 950±10° С 90 мин, закалка 860±10° С 15 минут с последующим охлаждением в масле, отпуск 630±10° С. По макроанализу можно судить, что структура стала мельче, чем у образца под номером 4 (рис.4). В таблице № 2 приведены механические испытания.
Таблица №4 Механические свойства исследуемой стали после термической обработки образца №7.
|
Марка стали |
Механические свойства |
|||||
|
Временное сопротивление разрыву ?вкгс/ммІ |
Предел текучести ?T(%) |
Удлинение ?5(%) |
Сужение ????? |
Ударная вязкость KCU(кДж/м2) |
||
|
35ХГСЛ |
105 |
94 |
12,0 |
25 |
4,5 |
Рис.7. Микроструктура образца сплава 35ХГСЛ (Ч200). Рис.7.1 Излом образца стали 35ХГСЛ после полной термической обработки.
Вывод
После термической обработки по схеме 2 наблюдаем улучшение механических свойств, таких как пластичность, вязкость, нечувствительность к хрупкости и уменьшение зерна, сталь получила оптимальный комплекс механических характеристик.
Список литературы
1. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение [Текст] : учеб. для вузов / Б. Н. Арзамасов [и др.]; [под общ. ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина]. - 8-е изд., стер. - М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 648 с. : ил. - (Учебник для технических вузов). - Библиогр.: с. 630-631. - Предм. указ.: с. 632-637.
2. Гуляев, А. П. Металловедение [Текст] : учеб. для вузов / А. П. Гуляев. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Металлургия, 1986. - 541 с.
3. Геллер, Ю. А. Материаловедение [Текст] : учеб. для вузов / Ю. А. Геллер, А. Г. Рахштадт. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Металлургия, 1989. - 455 с.
4. Лахтин, Ю. М. Материаловедение [Текст] : учебник / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Альянс, 2013, 2014. - 528 с. - Библиогр.: с. 520.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обзор режимов закалки и отпуска деталей штампового инструмента горячего деформирования. Выбор стали для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии. Характеристика микроструктуры и свойств штампов после термической обработки.
контрольная работа [22,5 K], добавлен 18.05.2015Характеристика стали 60С2А, химический состав и механические свойства. Структурные превращения в стали при термической обработке. Выбор оборудования для обработки детали. Разработка технологии термообработки и маршрутной технологии изготовления пружины.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 05.12.2014Трубы (газо- и нефтепроводы) и основные требования к ним. Влияние параметров контролируемой прокатки на структуру и свойства низкоуглеродистой низколегированной стали 10Г2ФБ. Влияние исходной структуры стали после дополнительной термической обработки.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 02.07.2012Конструкционные стали с повышенным содержанием углерода. Качество и работоспособность пружины. Маркировка и основные характеристики пружинных сталей. Основные механические свойства рессорно-пружинной стали после специальной термической обработки.
курсовая работа [25,4 K], добавлен 17.12.2010Требования к конструкционным материалам. Экономические требования к материалу определяются. Марки углеродистой стали обыкновенного качества. Углеродистые качественные стали. Цветные металлы и сплавы. Виды термической и химико-термической обработки стали.
реферат [1,2 M], добавлен 17.01.2009Технологический процесс изготовления режущих пластин токарного обрезного резца. Режим термической обработки, структура и механические свойства стали для валов двигателей внутреннего сгорания. Характеристика быстрорежущих сталей. Явление хладноломкости.
контрольная работа [50,6 K], добавлен 25.08.2015Описание работы зубчатого колеса и предъявляемые к нему требования. Химический состав, механические свойства и температуры критических точек стали 18ХГТ. Технология химико-термической обработки зубчатого колеса из стали 18ХГТ, контроль качества.
контрольная работа [3,1 M], добавлен 29.11.2014Ознакомление с методикой разработки технологического процесса термической обработки деталей: автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Расшифровка марки заданной стали, описание ее микростуктуры, механических свойств до термической обработки.
контрольная работа [46,9 K], добавлен 05.12.2008Теория термической обработки. Превращения в стали при нагреве и охлаждении. Отжиг и нормализация. Дефекты термической обработки. Дефекты при отжиге и нормализации. Дефекты при закалке. Химико-термическая обработка и поверхностное упрочнение стали.
доклад [411,0 K], добавлен 06.12.2008Условие работы плашка, резьбонарезного инструмента для нарезания наружной резьбы вручную или на металлорежущем станке. Характеристика стали, ее химические, механические и других свойства. Методы контроля режимов термической обработки и качества изделия.
курсовая работа [761,4 K], добавлен 12.03.2011Понятие, общая характеристика и виды термической обработки стали. Особенности основных этапов собственно-термической обработки стали, а именно отжига, нормализации, закалки, отпуска и старения. Отпускная хрупкость I, II рода и способы ее устранения.
лабораторная работа [38,9 K], добавлен 15.04.2010Фазовые превращения в стали. Основные виды предварительной термической обработки. Структурные изменения доэвтектоидной стали при полной фазовой перекристаллизации. Исправление структуры кованой, литой или перегретой стали. Устранение дендритной ликвации.
реферат [1,8 M], добавлен 13.06.2012Выбор и обоснование конструкционного материала для изготовления детали. Влияние химического состава стали на механические свойства, глубину прокаливаемости. Маршрутная технология предварительной и окончательной термической обработки. Контроль качества.
курсовая работа [781,5 K], добавлен 20.11.2008Теоретические основы термической обработки стали. Диффузионный и рекристаллизационный отжиг. Закалка как термообработка, при которой сталь приобретает неравновесную структуру и повышенаяеться твердость стали. Применение термической обработки на практике.
лабораторная работа [55,6 K], добавлен 05.03.2010Условия эксплуатации матрицы. Оценка воздействия технологических факторов на свойства материалов. Требования, предъявляемые к стали для штампов горячего деформирования. Перечень марок сталей и сплавов для изготовления пуансона-матрицы. Режимы обработки.
курсовая работа [7,3 M], добавлен 11.06.2013Проектируемый участок предназначен для термической обработки шевинговального инструмента. Обзор термической обработки шевера, выполненного из стали Р18, предназначенного для шевингования незакалённых зубьев зубчатых колёс срезанием тонкой стружки.
курсовая работа [53,0 K], добавлен 24.12.2008Расшифровка марки стали 25, температуры критических точек, химический состав, механические свойства и назначение. Построение графика химико-термической обработки стальной детали с указанием температуры нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения.
курсовая работа [444,5 K], добавлен 20.05.2015Анализ влияния термической обработки на износостойкость стали, применяемой для изготовления ножей куттера. Испытания на трение и износ, при помощи машины типа "II-I-б". Влияние температуры закалки и стадий образования карбидов на износостойкость стали.
статья [169,0 K], добавлен 22.08.2013Влияние легирующих элементов на свойства стали. Состав, свойства и методы термической обработки хромистых сталей с повышенной прочностью и стойкостью против коррозии в агрессивных и окислительных средах. Технологии закалки окалиностойких сильхромов.
реферат [226,9 K], добавлен 22.12.2015Применение поверхностной закалки с индукционным нагревом. Стадии химико-термической обработки стали. Технология цементации твердым карбюризатором, газовой цементации и азотирования. Термическая обработка после цементации и свойства цементованных деталей.
презентация [309,5 K], добавлен 29.09.2013
