Сталь 45: характеристики и общие данные

Содержание
  1. Сталь 45
  2. Общие данные
  3. Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)
  4. Механические свойства
  5. Технологические свойства
  6. Температура критических точек
  7. Ударная вязкость
  8. Предел выносливости
  9. Прокаливаемость
  10. Физические свойства
  11. Зарубежные аналоги Стали 45
  12. Закалка ТВЧ
  13. Как правильно закалять металл: методика, рекомендации, термическая обработка в домашних условиях и на костре
  14. Проверка металла на качество в домашних условиях
  15. Методика закалки
  16. Закалка стали на открытом огне
  17. Влияние термической обработки на качество
  18. Критические точки
  19. Предел текучести
  20. Как закаливается сталь 45: процесс, способы, твердость после закалки
  21. Химический состав
  22. Структурные изменения металла
  23. Закалка с помощью ТВЧ
  24. Термическая обработка металла
  25. Отжиг второго рода (ΙΙ-го рода)
  26. Полный отжиг
  27. Как закалить сталь 45 в домашних условиях?
  28. Особенности термообработки
  29. Химический состав
  30. Структурные изменения металла
  31. Закалка
  32. Закалка с помощью ТВЧ
  33. Отпуск
  34. Меры предосторожности
  35. Охлаждение в воде
  36. В масляной ванне
  37. С отпуском и без
  38. Как просверлить каленую сталь в домашних условиях обычным сверлом
  39. Сверлим отверстие в каленой стали
  40. Нюансы при сверлении
  41. Полезные приемы при сверлении
  42. Использование смазочных материалов
  43. Выбор сверла
  44. Изготовление самодельного сверла
  45. Применение защитных мер
  46. Цементация стали – суть процесса
  47. Использование специальных охлаждающих жидкостей
  48. Разновидности металла, который можно обрабатывать
  49. Отпуск стали 45
  50. В растворе электролита
  51. Соляные ванны
  52. Цементация в кипящем слое
  53. Зачем проводить закалку?
  54. Как правильно отпустить закаленную сталь?
  55. Что такое закалка металла?
  56. Что такое отпуск?

Сталь 45

Общие данные

Заменитель
Сталь 40Х, Сталь 50, Сталь 50Г2
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.

Лист тонкий ГОСТ 16523-70. Лента ГОСТ 2284-79.

Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.

Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 21729-78.

Назначение
Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхности термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Химический элемент %
Углерод (C) 0.42-0.50
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Мышьяк (As), не более 0.08
Марганец (Mn) 0.50-0.80
Никель (Ni), не более 0.25
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr), не более 0.25
Сера (S), не более 0.04

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % δ, % ψ, % KCU, Дж/м2
Нормализация
200 340 690 10 36 64
300 255 710 22 44 66
400 225 560 21 65 55
500 175 370 23 67 39
600 78 215 33 90 59
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
700 140 170 43 96
800 64 110 58 98
900 54 76 62 100
1000 34 50 72 100
1100 22 34 81 100
1200 15 27 90 100

Механические свойства проката

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σB, МПа δ5, % δ4, % ψ, %
Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 25 600 16 40
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки 640 6 30
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига <590 40
Листы нормализованные и горячекатаные 80 590 18
Полосы нормализованные или горячекатаные 6-25 600 16 40
Лист горячекатаный <2 550-690 14
Лист горячекатаный 2-3,9 550-690 15
Лист холоднокатаный <2 550-690 15
Лист холоднокатаный 2-3,9 550-690 16

Механические свойства поковок

Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % HB
Нормализация
100-300 245 470 19 42 143-179
300-500 245 470 17 35 143-179
500-800 245 470 15 30 143-179
<100 275 530 20 44 156-197
100-300 275 530 17 34 156-197
Закалка. Отпуск
300-500 275 530 15 29 156-197
Нормализация. Закалка. Отпуск.
<100 315 570 17 39 167-207
100-300 315 570 14 34 167-207
300-500 315 570 12 29 167-207
<100 345 590 18 59 174-217
100-300 345 590 17 54 174-217
<100 395 620 17 59 187-229

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HB
Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм
450 830 980 10 40 59
500 730 830 12 45 78
550 640 780 16 50 98
600 590 730 25 55 118
Закалка 840 °С, вода. Диаметр заготовки 60 мм
400 520-590 730-840 12-14 46-50 50-70 202-234
500 470-520 680-770 14-16 52-58 60-90 185-210
600 410-440 610-680 18-20 61-64 90-120 168-190

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок.
15 640 780 16 50 98
30 540 730 15 45 78
75 440 690 14 40 59
100 440 690 13 40 49

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость
Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и sB = 640 МПа Ku тв.спл. = 1, Ku б.ст. = 1.
Склонность к отпускной способности
Не склонна.
Флокеночувствительность
Малочувствительна.

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 730
Ac3 755
Ar3 690
Ar1 780
Mn 350

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка +20 -20 -40 -60
Пруток диаметром 25 мм. Горячекатаное состояние. 14-15 10-14 5-14 3-8
Пруток диаметром 25 мм. Отжиг 42-47 27-34 27-31 13
Пруток диаметром 25 мм. Нормализация 49-52 37-42 33-37 29
Пруток диаметром 25 мм. Закалка. Отпуск 110-123 72-88 36-95 31-63
Пруток диаметром 120 мм. Горячекатаное состояние 42-47 24-26 15-33 12
Пруток диаметром 120 мм. Отжиг 47-52 32 17-33 9
Пруток диаметром 120 мм. Нормализация 76-80 45-55 49-56 47
Пруток диаметром 120 мм. Закалка. Отпуск 112-164 81 80 70

Предел выносливости

σ-1, МПа τ-1, МПа σB, МПа σ0,2, МПа
245 157 590 310
421 880 680
231 520 270
331 660 480

Прокаливаемость

Твердость для полос прокаливаемости HRCэ (HRB).

Расстояние от торца, мм / HRC э
1.5 3 4.5 6 7.5 9 12 16.5 24 30
50.5-59 41.5-57 29-54 25-42.5 23-36.5 22-33 20-31 (92)-29 (88)-26 (86)-24
Термообработка Кол-во мартенсита, % Крит.диам. в воде, мм Крит.диам. в масле, мм
Закалка 50 15-35 6-12

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 200 201 193 190 172
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 78 69 59
Плотность, ρn, кг/см3 7826 7799 7769 7735 7698 7662 7625 7587 7595
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 48 47 44 41 39 36 31 27 26
Температура испытания, °С 20- 100 20- 200 20- 300 20- 400 20- 500 20- 600 20- 700 20- 800 20- 900 20- 1000
Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С) 11.9 12.7 13.4 14.1 14.6 14.9 15.2
Удельная теплоемкость (с, Дж/(кг · °С)) 473 498 515 536 583 578 611 720 708

Зарубежные аналоги Стали 45

США Германия Япония Франция Англия Евросоюз Италия Бельгия Испания Китай
DIN,WNr JIS AFNOR BS EN UNI NBN UNE GB
1044 1,0503 S45C 1C45 060A47 1,0503 1C45 C45-1 C45 45
1045 1,1191 S48C 2C45 080M 1,1191 C43 C45-2 C45E 45H
1045H 1,1193 SWRCH45K AF65 080M46 1,1192 C45 C46 C45k ML45
G10420 C45 SWRCH48K C40E 1449-50CS 2C45 C45E C48k SM45
G10430 C45E C45 1449-50HS C45 C45R F.114 ZG310-570
G10440 C45R C45E 50HS C45E C46 F.1140 ZGD345-570
G10450 Cf45 C45RR C45 C45EC F.1142
M1044 Ck45 CC45 C45E C46
Cm45 XC42H1
Cq45 XC42H1TS
XC45
XC45H1
XC48
XC48H1
Швеция Болгария Венгрия Польша Румыния Чехия Австрия Австралия Швейцария Юж.Корея
SS BDS MSZ PN STAS CSN ONORM AS SNV KS
1650 45 A3 45 OLC45 12050 C45SW 1045 C45 SM45C
1672 C45 C45E OLC45q 12056 HK1042 Ck45 SM48C
C45E OLC45X K1042

Условные обозначения

Механические свойства
σB временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,2 предел текучести условный, МПа
σсж предел прочности при сжатии, МПа
σсж0,2 предел текучести при сжатии, МПа
σ0,05 предел упругости, МПа
σизг предел прочности при изгибе, МПа
σ-1 предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
δ5 , δ4 , δ10 относительное удлинение после разрыва, %
ψ относительное сужение, %
ν относительный сдвиг, %
ε относительная осадка при появлении первой трещины, %
τК предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
τ-1 предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
KCU и KCV ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2
HRCэ и HRB твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно)
HB твёрдость по Бринеллю
HV твёрдость по Виккерсу
HSD твёрдость по Шору
Физические свойства
E модуль упругости нормальный, ГПа
G модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
ρn плотность, кг/м3
λ коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C)
ρ удельное электросопротивление, Ом∙м
α коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С
с удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С)

Поделиться:
686



Закалка ТВЧ

Если сталь закалить таким образом, то она будет лучше справляться с переменной и ударной нагрузкой. Закалка ТВЧ считается разновидностью поверхностной закалки, основная задача которой получение более прочного наружного слоя, сохраняя при этом вязкость сердцевины.

Нагрев под закалку ТВЧ осуществляют в индукционных печах, используя ток высокой частоты. Принцип данной термообработки заключается в неравномерном нагреве сечения изделия. Плотность тока на наружней части стали значительно выше в сравнении с сердцевиной. Основная часть тепла приходится на поверхность, соответственно, именно в этой зоне и происходит упрочнение.

закалка ТВЧ

Охлаждение осуществляется непосредственно в печи специальными распрыскивающими устройствами. После закалки обычно требуется отпуск для выравнивания тепловых напряжений.

Структура стали в результате всех этих операций получается неоднородной. Верхний закалённый слой полностью состоит из мартенсита, а нетронутая сердцевина из феррита. Прочность глубинного слоя повышается предварительным проведением нормализации.

Преимущества закалки ТВЧ:

  • Повышенная производительность.
  • Сталь изолирована от влияния окисления и обезуглероживания.
  • Возможность регулировать толщину закаленного слоя. Чем частота токов выше, тем глубина закалки меньше.
  • Автоматизация процесса.

Оцените статью: Рейтинг: 5/5 — 3 голосов Популярные статьи

  • Нейзильбер: Состав сплава
  • Сталь 17Г1С
  • Внутренняя резьба

Марки стали

  • Сталь 40ХН
  • Сталь 40х13
  • Сталь Р18

Как правильно закалять металл: методика, рекомендации, термическая обработка в домашних условиях и на костре

Необходимость в закалке стали может появиться в любой момент. На рынке продаётся большое количество разных инструментов, которые могли не закалять при изготовлении или,наоборот, переусердствовали с температурой при термической обработке. К примеру, можно вспомнить всем известные свёрла для дрели. Если сталь не закалена до нормы, она будет гнуться. В случае когда сталь закалена слишком сильно, сверло, скорее всего, начнёт крошиться.

Подобное описание подходит к любым стальным материалам. Проверить в магазине металл, естественно, не получиться. В таком случае остаётся только один вариант, речь идёт о закалке стали в домашних условиях.

Проверка металла на качество в домашних условиях

Первым делом после покупки металлического предмета нужно проверить его качество. Сделать это можно при помощи простого паяльника. Конец паяльника проводится по металлу, чтобы выяснить дефекты при разработке инструмента.

Если паяльник прилипает к поверхности, значит, сталь, не закалена, и при частом использовании инструмент деформируется. Если, наоборот, конец паяльника проходит плавно по стали и почти отскакивает от неё, значит, металл закалён слишком сильно.

В таком случае нужно сделать термальную обработку стального инструмента для повышения его прочности.

Методика закалки

В интернете можно найти большое количество методик и видео закаливания металлических предметов, но большинство из них предусматривает наличие специального оборудования, но есть способы, которые помогают повысить качество стали подручными средствами.

Вначале нужно определить, что собой представляет закалка стали. Основной процесс подразделяется на две части, а точнее, говоря, разогрев металла до высокой температуры и последующее охлаждение.

Процесс выглядит только на первый взгляд простым, а ведь приходиться учитывать структуру и характеристики металла. Если без анализа стали начать её разогрев, материал, скорее всего, деформируется.

Особенно часто деформация происходит с малоуглеродной сталью, поэтому если структура металла неизвестна, лучше не применять термическую обработку.

Закалка стали оправдана только в некоторых случаях.

  1. Необходимость в повышении прочности инструмента. К примеру, это может быть обычная кухонная утварь, стамеска или зубило.
  2. Повышение пластичности металла также требует термической обработки для дальнейшего упрощения работы при горячей ковке.

Заказать услугу по закалке стали можно и у специалистов, тем более что стоимость приемлемая. За 1 кг металла большой конструкции кузнецы обычно берут не больше 100–150 рублей. Если закаливать мелкие детали, то расценки составляют около 6–20 рублей. Это не будет гарантировать качества инструментов, поэтому многие и стараются применять термическую обработку в домашних условиях, чтобы самостоятельно следить за процессом.

Первым делом при разогревании стали нужно запомнить некоторые правила. Сталь можно и испортить, если поднимать температуру металла выше нормы.

В таком случае инструмент может приобрести чёрный или синий оттенок, который в итоге нельзя будет даже сточить наждачной бумагой.

Для того чтобы подобного дефекта не было, металл должен иметь в своей структуре достаточное количество углерода, а также нельзя переусердствовать с повышением температуры. Обычно сталь считается разогретой, если появляется красный оттенок.

Для термической обработки стальных инструментов может подойти резак, паяльная лампа, электрическая или газовая плита. В некоторых случаях разогрев металла можно производить и на костре.

Фактически разницы нет в том, где лучше разогревать металлическое изделие. Просто на открытом воздухе, при разогреве с помощью костра, может не хватить энергии тепла для достижения необходимой температуры.

Поэтому важно заранее уточнить температуру плавления и закалки материала.

Необходимо определиться и с охладителем при термической обработке. Для этого подойдёт любая ёмкость с водой, главное, чтобы инструмент поместился полностью.

Если проводится закалка стали расходных материалов, то тут можно использовать и простую обрезанную бутылку. В случае проведения термической обработки топора, лома и других подобных инструментов, нужно выбирать ёмкость с большим объёмом.

В некоторых случаях может подойти даже ванна, тем более что риска её деформации нет.

Охладитель подбирается не только с учётом размера стального предмета, но и способа термической обработки. Иной раз нужно закалить только определённый участок, и в этом случае можно использовать только струйное охлаждение.

Точнее говоря, на материал каплями выливают простую воду в участок, который требует закалки. Особенно часто такой метод используется при термической обработке сверла для дрели или на гвоздях для повышения качества наконечника.

Методику закалки можно разделить и на несколько уровней.

Выделяют следующие уровни охлаждения:

  • резкое;
  • разовые;
  • постепенное.

Для одинарного охлаждения чаще всего используется простая ёмкость с водой. Если используется охлаждение в две стадии, то в процессе применяется два разных средства.

Это, свою очередь, повышает не только качество, но и появляется отпуск стального материала. В первую очередь сталь опускают в простую воду, а потом переставляют для дальнейшего охлаждения в машинное или минеральное масло.

Процесс достаточно опасный, ведь нужно охладить изделие в воде, чтобы не произошло воспламенение масла.

Закалка стали на открытом огне

Как закалять металл в домашних условиях на открытом огне? Вопрос достаточно распространённый, и есть масса методик. Проводить термическую обработку на открытом костре, может быть, и не так эффективно, но при этом понижается опасность возникновения пожара, особенно при использовании масла во время охлаждения стального материала.

Первым делом нужно подготовить инструменты. Необходимо взять стальной материал, который будет проходить термическую обработку, кузнечные клещи или аналоговый инструмент и две тары. В одну ёмкость следует налить воду, а в другую тару добавляется машинное или дизельное масло.

После этого следует развести огонь, при этом использовать большое количество угля. В отличие от большинства методик разогрева металла, тут материал нужно положить прямо на угли и желательно, чтобы они были белого цвета, ведь именно они выдают наибольшую температуру.

Огонь, который будет обволакивать сталь, обязан быть малинового цвета. Если появляется огонь белого цвета, то можно считать, что стальной материал начал гореть.

Спасти его в таком случае невозможно, поэтому до такой стадии плавления лучше закалку не доводить.

Нельзя также допускать, чтобы на металлическом изделии появлялись чёрные или синие пятна. Синий цвет свидетельствует о том, что сталь слишком размягчилась и начала деформироваться, поэтому время от времени стоит проверять оттенок материала. Полная деформация металла происходит, когда предмет приобретает белый цвет.

После того как стальной материал разогрелся, нужно вытащить его из огня и опустить в масляную жидкость. Металл следует обмакивать несколько раз с промежутком в три секунды, постепенно увеличивая это время.

Главное, всё выполнять без спешки, но и медлить нельзя, ведь обмакивать сталь можно только в том случае, если материал имеет соответствующий оттенок нагрева. После этого металлическое изделие помещается в простую воду, но тут стоит быть предельно внимательным, так как оставшиеся капли от масла могут просто вспыхнуть.

Если процедура проведена с учётом всех рекомендаций, металлическое изделие можно просто оставить в воде до полного остывания.

Важно также запомнить, что в отличие от обычных инструментов, вытянутые предметы, например, сверла или гвозди, нельзя опускать в воду боком, так как нижняя часть из-за высокой температуры и резкого соприкосновения с водой может просто сплющиться. Такие вытянутые предметы опускаются воду вертикально, причём концом, который имеет больший диаметр.

Закалка стали в домашних условиях на плите или костре подходит только в тех случаях, когда используется простой тип материала. При закалке цветного металла требуется слишком высокая температура, которая равняется 600–900 градусам. Добиться такого результата можно при помощи доменных печей, но не в домашних условиях.

Влияние термической обработки на качество

Сталь в исходном состоянии представляет собой довольно пластичную массу и поддается обработке путём деформирования. Ее можно ковать, штамповать, вальцевать.
Для изменения механических свойств и достижения необходимых качеств применяется термическая обработка металла. Суть термической или тепловой обработки заключается в применении совокупности операций по нагреву, выдержке и охлаждению твердых металлических сплавов. В результате такой обработки сплав изменяет свою внутреннюю структуру и приобретает определенные, необходимые производителю и потребителю, свойства.

Критические точки

Критические точки — это температуры, при которых изменяется структура стали и ее фазовое состояние. Вычислены в 1868 году русским металлургом и изобретателем Дмитрием Константиновичем Черновым, поэтому иногда их называют точками Чернова.

Обозначают такие точки буквой А. Нижняя точка А1 соответствует температуре, при которой аустенит превращается в перлит при охлаждении или перлит в аустенит при нагреве. Точка А3 — верхняя критическая точка, соответствующая температуре, при которой начинается выделение феррита при охлаждении или заканчивается его растворение при нагреве.

Если критическая точка определяется при нагреве, то к букве «А» добавляется индекс «с», а при охлаждении — индекс «r».

Для данной стали определена следующая температура критических точек:

  • 743*С — Ас1;
  • 815*С — Ас3;
  • 730*C — Аr3;
  • 693*C — Ar1.

Алгоритм термообработки стали и сплавов:

  • отжиг:
  • закалка;
  • отпуск;
  • нормализация;
  • старение;
  • криогенная обработка.

Термообработка для стали 40х. Характеристика температурного режима в соответствии с требованиями ГОСТ 4543–71:

  • закалка стали 40х в масляной среде при температуре 860*С;
  • отпуск в воде или масле при температуре 500*С.

В результате такой термической обработки данная сталь приобретает повышенную твердость (число твердости НВ не более 217), высокий предел прочности при разрыве (980 Н/м2) и ударную вязкость 59 Дж/см2.

Предел текучести

Говоря о механических свойствах, нужно обязательно упомянуть о такой важной характеристике, как предел текучести. Если приложенная нагрузка слишком велика, то конструкция или ее детали начинают деформироваться и в металле возникают не упругие (полностью исчезающие, обратимые), а пластические (необратимые остаточные) деформации

Говоря другими словами, металл «течет».

Предел текучести — это граница между упругими и упругопластическими деформациями. Значение предела текучести зависит от множества факторов: режима термической обработки, наличия примесей и легирующих элементов в стали, микроструктуры и типа кристаллической решетки, температуры.








В металловедении различают понятия физического и условного предела текучести.

Физический предел текучести — это такое значение напряжения, при котором деформация испытываемого образца увеличивается без увеличения приложенной нагрузки. В справочниках эта величина обозначается σт и для марки 40х ее значение не менее 785 Н/мм2 или 80 КГС/мм2.

Следует отметить, что пластические (необратимые) деформации появляются в металле не мгновенно, а нарастают постепенно, с увеличением приложенной нагрузки. Поэтому, с точки зрения технологии, уместнее применение термина «условный (технический) предел текучести».

Условным (или техническим) пределом текучести называется напряжение, при котором опытный образец получает пластическое (необратимое) удлинение своей расчетной длины на 0.2%. В таблицах эта величина обозначается как σ 0,2 и для стали 40х составляет:

  • при температуре от 101 до 200*С — 490 МПа;
  • при температуре от 201 до 300*С — 440 МПа;
  • при температуре от 301 до 500*С — 345 МПа.

Как закаливается сталь 45: процесс, способы, твердость после закалки

Термообработка стали 45 закалка отпуск

Термообработка представляет собой одну из необходимых и важных операций в процессе обработки стали. Ее широко использует металлургия и машиностроение. Технология термообработки стали 45 обеспечивает достижение высоких характеристик прочности. Это обстоятельство позволяет значительно расширить область применения обработанных подобным способом деталей. При использовании технологии закалки стали 45 твердость изделий становится существенно выше.

Химический состав

Что для стали означает номер 45? Это говорит о том, что в данном сплаве содержится 0,45% углерода. Остальные примеси представлены в незначительном количестве. Среди основных ее заменителей можно выделить сталь 40 и 50. Их также характеризует высокая прочность. Если рассматривать химические соединения, входящие в состав стали в процентном отношении, то наибольшая доля приходится на железо. У него этот показатель достигает 97%. В различных количествах входят и другие химические элементы. Самый низкий показатель у фосфора. В ней его содержится всего 0,035%.

Структурные изменения металла

В исходном состоянии структура представляет собой две фазы, которые смешаны между собой – феррит и цементит. Если медленно нагревать до незначительных температур, то никаких изменений в ней не произойдет. Если вести дальнейшее нагревание, феррит растворится в аустените. При нагреве выше критической температуры, структура их примет однородный характер.

Атомная решетка железа имеет объемно-центрированный характер. При сильном нагревании она становится гранецентрированной по типу. До нагревания углеродные атомы входят в перлит (кристаллы цементита), после этого он примет иное состояние и станет твердым раствором. В этом случае его атомы окажутся в решетке железа. При резком охлаждении, например, при помощи воды, ее можно закалить.

В таком состоянии она приобретет величины, характерные для комнатной температуры. Казалось бы, все перестроится в обратном порядке. Но подобные температурные параметры не придадут углеродным атомам выраженной мобильности. Скорость в этом случае настолько незначительная, что атомы просто не успевают выйти из раствора, когда имеет место быстрое охлаждение. Они остаются в структуре решетки. При этом возникает сильное внутреннее напряжение металла. Использование закаленной стали существенно увеличивают возможность применения деталей, материалом для изготовления которых явилась именно такая сталь.

Закалка с помощью ТВЧ

С использованием ТВЧ температура нагрева более высокая по своим показателям.

Подобное обстоятельство становится возможным благодаря наличию двух факторов:

Нагрев обусловливает ускоренное изменение и переход перлита в аустенит.Процесс происходит в границах сжатых временных рамок. Температура при этом очень высокая о своей величине.

Но при этом заготовка не перегревается. При таких операциях характеристики металла, обусловливающие его твердость, становятся больше на 3 единицы по Роквеллу. С помощью такого способа закалить деталь можно весьма основательно.

Термическая обработка металла

Для изменения характеристик стали производится термическая обработка с соблюдением необходимых режимов воздействия.

Процесс термической обработки состоит из процессов:

  • отжига;
  • нормализации;
  • старения;
  • закалки и отпуска.

Режимы термообработки стали 45

Закалка и отпуск стали во многом зависят от ряда факторов:

  • температурного режима;
  • скорости повышения температуры;
  • временного промежутка воздействия на металл высоких температур;
  • процесса охлаждения (скорости изменения температуры охлаждения среды или жидкости).


охлаждение стали 45






Отжиг второго рода (ΙΙ-го рода)

Отжиг ΙΙ рода основан на использовании фазовых превращений сплавов и состоит в нагреве выше температуры превращения с последующим медленным охлаждением для получения устойчивого структурного состояния сплавов.

Полный отжиг

Полный отжиг производится для доэвтектоидных сталей. Для этого стальную деталь нагревают выше критической точки А3 на 30–50°С и после прогрева проводят медленное охлаждение. Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30–100°С/час. Структура доэвтектоидной стали после отжига состоит из избыточного феррита и перлита.

Как закалить сталь 45 в домашних условиях?

Термообработка представляет собой одну из необходимых и важных операций в процессе обработки стали. Ее широко использует металлургия и машиностроение.

Технология термообработки стали 45 обеспечивает достижение высоких характеристик прочности. Это обстоятельство позволяет значительно расширить область применения обработанных подобным способом деталей.

При использовании технологии закалки стали 45 твердость изделий становится существенно выше.

Особенности термообработки

Закалка стали 45 – метод, широко используемый в металлургии и машиностроении. Но как закалить сталь 45, чтобы получить ожидаемый результат? Чтобы изменить характеристики, необходимо провести термообработку. При этом должны соблюдаться определенные режимы воздействия. Этот процесс схематично можно представить следующими процессами:

  • Отжиг.
  • Нормализация.
  • Старение.
  • Закалка и отпуск.

Качество стали 45 при термообработке зависит от ряда факторов.

  • Температурный режим.
  • С какой скоростью повышается температура.
  • Промежуток времени, в течение которого на металл воздействует высокая температура.
  • С какой скоростью происходит процесс охлаждения.

Термическая обработка состоит в нагревании детали до заданной температуры. Охлаждают ее с той же либо несколько иной скоростью. Железоуглеродистые сплавы характеризуются превращениями при нагревании их до определенных температур. Они носят название критических точек. Эти превращения сопряжены с кристаллизационным характером. При закалке стали 45 твердость изделий значительно повышается.

Химический состав

Что для стали означает номер 45? Это говорит о том, что в данном сплаве содержится 0,45% углерода. Остальные примеси представлены в незначительном количестве. Среди основных ее заменителей можно выделить сталь 40 и 50. Их также характеризует высокая прочность.

Если рассматривать химические соединения, входящие в состав стали в процентном отношении, то наибольшая доля приходится на железо. У него этот показатель достигает 97%. В различных количествах входят и другие химические элементы. Самый низкий показатель у фосфора.

В ней его содержится всего 0,035%.

Структурные изменения металла

В исходном состоянии структура представляет собой две фазы, которые смешаны между собой – феррит и цементит. Если медленно нагревать до незначительных температур, то никаких изменений в ней не произойдет. Если вести дальнейшее нагревание, феррит растворится в аустените. При нагреве выше критической температуры, структура их примет однородный характер.

Атомная решетка железа имеет объемно-центрированный характер. При сильном нагревании она становится гранецентрированной по типу. До нагревания углеродные атомы входят в перлит (кристаллы цементита), после этого он примет иное состояние и станет твердым раствором. В этом случае его атомы окажутся в решетке железа. При резком охлаждении, например, при помощи воды, ее можно закалить.

В таком состоянии она приобретет величины, характерные для комнатной температуры. Казалось бы, все перестроится в обратном порядке. Но подобные температурные параметры не придадут углеродным атомам выраженной мобильности.

Скорость в этом случае настолько незначительная, что атомы просто не успевают выйти из раствора, когда имеет место быстрое охлаждение. Они остаются в структуре решетки. При этом возникает сильное внутреннее напряжение металла.

Использование закаленной стали существенно увеличивают возможность применения деталей, материалом для изготовления которых явилась именно такая сталь.

Закалка

Термообработка стали 45 предполагает нагрев выше критической температуры. В дальнейшем проводится ускоренное охлаждение, проще говоря, осуществляется закаливание. После этого закаленный материал приобретает повышенную прочность и твердость. Температурный режим при закалке стали 45 определяется тем, сколько углерода и присадок легирующего характера содержится в стали.

Технология должна осуществляться в соответствии с установленным регламентом, поскольку после того, как проведена закалка, на заготовке образуется слой окалины. При этом происходит частичная потеря углерода. Металл должен охлаждаться быстро.

Это не даст аустениту преобразоваться с появлением сорбита или троостита. Деталь охлаждается в соответствии с точным графиком. Если он будет нарушаться, будут образовываться мелкие трещины. Охладив деталь до температуры 200-300 градусов, процесс искусственно замедляют.

При этом проводят применение охлаждающих жидкостей.

Для нагревания используются специальные печи. Перед этим производят подогрев отдельных частей. При этом проводят использование:

  • печей, где температура 500 градусов;
  • специальных соляных ванн.

Деталь погружается на несколько секунд 2-3 раза. Непременное условие: прогрев всей детали должен осуществляться равномерно. Все заготовки погружаются одномоментно, далее необходима выдержка. Подробнее об этом можно посмотреть в видео.

Закалка с помощью ТВЧ

С использованием ТВЧ температура нагрева более высокая по своим показателям.

Подобное обстоятельство становится возможным благодаря наличию двух факторов:

Нагрев обусловливает ускоренное изменение и переход перлита в аустенит.Процесс происходит в границах сжатых временных рамок. Температура при этом очень высокая о своей величине.

Но при этом заготовка не перегревается. При таких операциях характеристики металла, обусловливающие его твердость, становятся больше на 3 единицы по Роквеллу. С помощью такого способа закалить деталь можно весьма основательно.

Испытание твердости, а, следовательно, и закаливаемость деталей, определяют по методу Бринелля.

Отпуск

Этот процесс определяется той температурой, которая необходима. С этой целью используются:

  • печи, имеющие принудительную циркуляцию воздуха;
  • селитровый раствор в специальных ваннах;
  • масляные ванны;
  • ванна, заполненная щелочью.

Температуру отпуска определяет марка стали. Процесс позволяет изменить структуру и снизить напряженность в металле. При этом не наблюдается значительного снижения твердости. Затем заготовка попадает в поле зрения технического контроля, а после этого отправляется заказчику.

Меры предосторожности

Подобные операции представляют определенную опасность для жизни и здоровья человека. Электроустановки для нагрева связаны с опасным воздействием электрического тока.

Работа с закалочными ваннами связана с выделением в окружающее пространство вредных паров и газов. В этом плане большое значение имеет оборудование и хорошая исправная работа локальных вытяжных вентиляционных систем.

Охлаждение в воде

Для стали 45 используют два основных типа охлаждения. Один из них – погружение нагретого металла ванну с водой. Главный минус этого метода – высокая скорость охлаждения, из-за которой возникает избыточное напряжение внутри заготовки. На поверхности детали появляются трещины или происходит ее колебание.

В масляной ванне

В ванне, заполненной минеральным маслом, сталь марки 45 охлаждается равномерно. При этом масло не нужно нагревать, в отличие от воды. Но необходимо строгое соблюдение мер безопасности при работе с маслом.

С отпуском и без

При отпуске сталь доводят до точки ниже критической температуры, выдерживают определенное время и охлаждают с заданной скоростью. Происходит процесс распада мартенсита, углерод выделяется в виде мелких кристаллов карбида железа (цементит) из перенасыщенного твердого раствора.

В зависимости от температуры отпуск проводится:

  1. в вентилируемых печах;
  2. в селитровом растворе;
  3. в минеральном масле;
  4. в растворенных щелочах.

Процесс отпуска позволяет изменить структуру и плавно снизить напряжения внутри металла. Показатель твердости при этом уменьшается на небольшое значение.

Как просверлить каленую сталь в домашних условиях обычным сверлом

Для улучшения основных характеристик металла зачастую проводится его закалка. Подобная технология предусматривает повышение твердости изделия за счет сильного нагрева металла и его быстрого охлаждения. В некоторых случаях после проведения термической обработки приходится выполнять сверление. За счет повышения подобной характеристики провести сверление каленного металла становится сложнее. Рассмотрим все особенности сверления каленой стали подробнее.


Как просверлить каленую сталь

Сверлим отверстие в каленой стали

Распространение вопроса, как просверлить каленую сталь можно связать с тем, что при применении обычной технологии инструмент быстро затупляется и приходит в непригодность. Именно поэтому нужно уделить внимание особенностям сверления каленого сплава. Среди особенностей технологии отметим следующие моменты:

  1. Нужно правильно подготовить каленую заготовку.
  2. В некоторых случаях требуется специальный инструмент.
  3. Применяется охлаждающая жидкость.

При необходимости можно изготовить сверло для закаленной стали своими руками, для чего требуется определенное оборудование и навыки. Однако, в большинстве случаев применяется покупной варианты исполнения, так как оно лучше справится с задачей при резании каленой стали.

Процесс сверления каленой стали

Нюансы при сверлении

У рассматриваемой технологии есть довольно большое количество особенностей, которые нужно учитывать. Сверление каленного металла проводится с учетом нижеприведенных моментов:

  1. Перед проведением работы следует уделить внимание твердости поверхности. По этому параметру проводится выбор наиболее подходящего сверла. Определить твердость можно при применении самых различных технологий.
  2. Во время сверления выделяется большое количество тепла. Именно поэтому происходит быстрый износ режущей кромки. В связи с этим во многих случаях в зону резания подается жидкость для охлаждения.
  3. При резании труднообрабатываемого материала время от времени приходится проводить заточку режущей кромки. Для этого применяется обычный заточной станок или специальный инструмент. В качестве абразива подходит исключительно круг с алмазным напылением.

Инструмент для сверления стали

Существуют самые различные методы резания каленной стали. Некоторые из них существенно упрощают проводимую обработку. Только при учете всех нюансов можно повысить качество полученного отверстия.

Полезные приемы при сверлении

Для работы с каленой сталью могут применяться самые различные технологии. Наиболее распространенные технологии характеризуются следующими особенностями:

  1. Обработка поверхности кислотой. Эта технология характеризуется длительным применением, так как для снижения твердости поверхности требуется довольно большое количество времени. Для травления может применяться серная, хлорная или другая кислота. Процедура предусматривает создание бортика, который будет сдерживать применяемое вещество в зоне резания. После длительного воздействия металл становится более мягким, можно будет провести сверление при использовании обычного варианта исполнения.
  2. Можно использовать сварочный аппарат для достижения поставленной цели. При воздействии высокой температуры металл становится более мягким, что значительно упрощает процедур.
  3. Чаще всего применяется специальное сверло. В продаже встречаются варианты исполнения, которые можно применять для обработки каленой стали. При их изготовлении используется металл с повышенной устойчивостью к износу и воздействию высокой температуры. Однако, сложность изготовления и некоторые другие моменты определяют то, что стоимость специального инструмента довольно высока.

Кроме этого, для достижения поставленной цели часто приобретается пробойник. С его помощью можно сделать небольшой отверстие, что упростит дальнейшее сверление.

Использование смазочных материалов

При сверлении каленой стали возникает серьезное трение. Именно поэтому рекомендуется приобретать и использовать различные смазочные материалы. Среди особенностей подобного метода обработки отметим следующие моменты:

  1. Для начала проводится обработка зоны сверления. На поверхность, где будет находиться отверстие, наносится небольшое количество смазывающего вещества.
  2. Масло добавляется на режущую кромку. Для обработки каленой стали требуется небольшое количество вещества, но его время от времени нужно добавлять, так как при вращении инструмента оно разлетается.
  3. Во время работы рекомендуется делать перерывы для остывания режущей поверхности и обрабатываемой поверхности.

Смазывание стали специальным маслом

Специальное масло позволяет не только упростить сверление, но и увеличить срок службы применяемого инструмента.

Это связано с тем, что масло может снижать температуру режущей кромки.

Выбор сверла

Довольно большое распространение получили спиральные сверла, которые представлены вертикальным стержнем с двумя канавками. За счет определенного расположения канавок образуется режущая кромка. Среди особенностей выбора отметим следующие моменты:

  1. Довольно большое распространение получило победитовое сверло. Оно может применяться для работы с различными калеными сплавами. Однако, поверхность со слишком высокой твердостью подобным инструментом не обработать.
  2. Выбор проводится и по показателю диаметра. Стоит учитывать, что получить отверстие большого диаметра довольно сложно. Вариант исполнения большего диаметра обходится намного дороже по причине применения большого количества материала при его изготовлении.
  3. Уделяется внимание и углу заточки, предназначению изделия и типу применяемого материала при изготовлении. К примеру, кобальтовые варианты исполнения характеризуются более высокой устойчивостью к воздействию высокой температуры.
  4. Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей. Это связано с тем, что китайские варианты исполнения изготавливаются при использовании низкокачественных материалов. Однако, подобное предложение обходится намного дешевле и может использоваться для недлительной или одноразовой работы.
  5. При выборе сверла можно ориентироваться по нанесенной маркировке. По ней можно определить то, какие именно материалы применялись при изготовлении. Также указывается и диаметр отверстия, которое можно получить при использовании инструмента.

Сверло по каленой стали

В специализированном магазине можно встретить практически все необходимое для проведения работы. Однако, достаточно высокая стоимость изделия и некоторые другие моменты определяют то, что некоторые решают изготовить сверло самостоятельно из подручных материалов. Подобную работу можно провести при наличии требующихся инструментов.

Изготовление самодельного сверла

При необходимости можно провести изготовление сверла из каленой стали. Среди основных рекомендаций по проведению подобной работы отметим:

  1. Подбираются стержни, которые изготавливаются из сплавов вольфрама и кобальта. В народе подобный металл называют победитом. В сравнении с обычным сверлом подобный вариант исполнения характеризуется повышенной устойчивостью к износу.
  2. Для обработки заготовки нужно закрепить ее в небольших тисках. В противном случае провести работу будет довольно сложны.
  3. Для затачивания подобной поверхности требуется алмазный камень. Обычный не выдержит длительную работу.
  4. Торцевая поверхность затачивается таким образом, чтобы получилась поверхность, напоминающая плоскую отвертку. После этого режущие кромки затачиваются для получения острого наконечника.

Для того чтобы снизить степень обрабатываемости поверхности проводится добавление масла. За счет этого обеспечивается длительная обработка по причине уменьшения силы трения и снижения температуры.

Самодельные сверла по каленке

В заключение отметим, что обработка каленой стали должна проводиться исключительно при применении специальных инструментов. Для работы требуется сверлильный аппарат, так как ручной не позволит получить требуемое отверстие.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Применение защитных мер

В процессе термической обработки происходит постепенное выгорание углерода и образование налета окалины. Для предотвращения ухудшения качества металла и его защиты используются защитные газы, которые закачиваются в ходе процесса закаливания. В печь имеющую герметичную камеру, где происходит термообработка с помощью специального генератора, закачивается газ аммиак или метан.

При отсутствии герметичных печей операции обработки производятся в специальной герметичной таре, куда предварительно засыпается чугунная стружка для предотвращения выгорания углерода.

При обработке заготовок в соляных ваннах металл защищен от окисления, а для создания необходимых условий для сохранения уровня углерода содержание ванной 2-х кратно в течение суток раскисляется борной кислотой, кровяной солью или бурой. При температуре обработки в диапазоне температур 760-1000 °С в качестве раскислителя может использоваться древесный уголь.

Цементация стали – суть процесса

Химико-термический способ обработки стали представляет собой изменение состава материала в определенном слое. Именно к данному способу и относится цементация стали. По своей сути этот процесс обработки стали заключается в обогащении ее поверхности определенным количеством углерода при нагревании в некоторой химической среде. Посредством этой методики получают изделие с набором весьма полезных свойств – твердый поверхностный слой на мягком внутреннем. Таким образом, мягкий сердцевинный слой достаточно хорошо сопротивляется ударным воздействиям, а внешний слой детали, наоборот, обладает хорошей твердостью и повышенной износоустойчивостью. Идеальное сочетание, которое позволяет деталям, изготовленным по этому методом, работать долгое время и быть очень надежными.

Особенно эффективен процесс цементации стали в тех случаях, когда обогащаются именно низкоуглеродистые ее виды. Как правило, в таком металле содержится не больше 0,2% углерода. Впрочем, для среднеуглеродистых марок стали данная процедура также приносит положительные результаты. Технологический процесс относительно прост: в специальной камере создается особая среда, способная при нагревании до некоторой температуры (приблизительно в диапазоне от 850°С до 950°С) выделять большое количество активного углерода. Следует отметить, что цементация стали – это довольно длительный техпроцесс. Обычно скорость насыщения металлической поверхности, при которой она обретает специфические свойства, равняется примерно 0,1 мм за 1 час. Для качественной обработки изделия и надежной его работы необходим цементирующий слой равный приблизительно 0,8 мм или более. А, следовательно, для эффективной цементации стали потребуется не меньше 8 часов. Основными средами (или как их еще называют карбюризаторы) для этого техпроцесса являются:

  • твердая среда;
  • газовая среда;
  • пастообразная среда;
  • среда, состоящая из растворов электролитов;
  • кипящий слой.

Использование специальных охлаждающих жидкостей

В ходе проведения технологического процесса для охлаждения деталей в основном используется вода. Качество охлаждающей жидкости можно изменить, добавив соду или специальные соли, что может повлиять на процесс охлаждения заготовки.

Для сохранения процесса закалки категорически запрещается использовать содержащуюся в нем воду для посторонних операций. Вода должна быть чистой и иметь температуру от 20 до 30 °С. Запрещено использовать для закалки стали проточную воду.

Состав смесей солей и щелочей, применяемых в качестве закалочных сред

Данный способ закалки применяется только для цементированных изделий или имеющих простую форму.

Изделия, имеющие сложную форму, изготовленные из конструкционной специальной стали охлаждаются в 5% растворе каустической соды при температуре 50-60 °С. Операция закалки, проводится в помещении, оснащенном вытяжной вентиляцией. Для закалки заготовок выполненных из высоколегированной стали применяют минеральные масла, причем скорость охлаждения в масленой ванне не зависит от температуры масла. Недопустимо смешивание масла и воды, что может привести к появлению трещин на металле.

При закалке в масляной ванне необходимо выполнять ряд правил:

  1. Остерегаться воспламенения масла.
  2. При охлаждении металла в масле происходит выделение вредоносных газов (обязательно наличие вытяжной вентиляции).
  3. Происходит образование налета на металле.
  4. Масло теряет свои свойства при интенсивном использовании для охлаждения металла.

При проведении процесса закалки стали 45 необходимо соблюдать технологический процесс с соблюдением всех операций.

Разновидности металла, который можно обрабатывать

Выделяют три основные группы металла, который используется для закалки:

  1. Сталь с неупрочняемой сердцевиной. В эту группу входят следующие марки стали, пригодной для цементирования — 20, 15 и 10. Эти детали имеют небольшой размер, используются для эксплуатации в бытовых условиях. Во время закалки происходит трансформация аустенита в феррито-перлитную смесь.
  2. Сталь со слабо упрочняемой сердцевиной. В эту группу вошли металлы таких марок, как 20Х, 15Х (хромистые низколегированные стали). В этом случае проводят дополнительную процедуру лигирования с помощью небольших доз ванадия. Это обеспечивает получение мелкого зерна, что приводит к получению более вязкого и пластичного металла.
  3. Сталь с сильно упрочняемой сердцевиной. Этот вид металла используют для изготовления деталей со сложной конфигурацией или большим сечением, которые выдерживают различные ударные нагрузки, подвергаются воздействию переменного тока. В процессе закалки вводится никель или при его дефиците используют марганец, при этом для дробления зерна добавляют малые дозы титана или ванадия.

Отпуск стали 45

Технологический процесс отпуска стали проводится в зависимости от необходимой температуры:

  • в печах с принудительной циркуляцией воздуха;
  • в специальных ваннах с селитровым раствором;
  • в ваннах с маслом;
  • в ваннах заполненных расплавленной щелочью.

Температура для проведения процесса отпуска зависит от марки стали, а сам процесс изменяет структуру и способствует снижению напряжения металла, а твердость снижается на малую величину. После проведения всех операций заготовка подвергается техническому контролю и отправляется заказчику.

При закалке и отпуске металла в домашних условиях необходимо строго соблюдать технологию и технику безопасности проведения работ.











В растворе электролита

Метод базируется на анодном эффекте и подходит для небольших предметов.

  1. Предмет погружается в печь-ванну с раствором, предварительно разогретым до рабочей температуры (от 450 до 1050°С, в среднем — 850-860°С). Необходимое напряжение составляет 150-300 В.
  2. За 1,5-2 часа поверхность металла насыщается углеродом на глубину 0,3-0,4 мм.

Стандартный раствор содержит:

  • соду 75-85 %;
  • хлористый натрий 10-15 % ;
  • карбид кремния 6-10 %.

Видео: цементация (закалка).

Соляные ванны

Полная или поверхностная закалка стали должна проходить в соляных ваннах. Они защищают обрабатываемое изделие от окисления, однако не от обезуглероживания. По этой простой причине они подвергаются раскислению бурой или кровяной солью несколько раз за 8-12 часов. Соляные ванны, функционирующие при температуре 760-1000 градусов, эффективно раскисляются древесным углем. Для этого необходимо стакан, имеющий много отверстий, заполнить просушенным древесным углем. Затем стакан закрывают крышкой во избежание всплытия угля и опускают на дно соляной ванной. С течением времени количество языков пламени постепенно уменьшается. По сути, чем больше таких раскислений приходится на одно изделие, тем лучше будет защита от обезуглероживания.

поверхностная закалка стали

Необходимо периодически проверять степень раскисления. Для этого берут обычное стальное лезвие и кладут его на 5-7 минут в ванну. Если оно будет ломаться, а не гнуться, то ванна считается достаточно раскисленной. Стоит заметить, что некоторые виды закалки стали не нуждаются в выполнении подобных мероприятий.

Цементация в кипящем слое

Промышленный метод, протекающий в специальной установке (печи кипящего слоя). Основа метода — получение псевдожидкого состояния сыпучего вещества (корунда) в смеси раскаленных газов (в экзогазе). Температура распределяется равномерно по всему объему печи, что уменьшает деформацию предметов и их коробление.

Обработку изделия не заканчивают цементацией; рекомендуется провести термообработку (отпуск) или отшлифовать его. Чтобы достичь необходимого уровня прочности при цементации и закрепить его твердость, необходимо правильно соблюдать условия технологического процесса.

Зачем проводить закалку?

В последнее время закалка все чаще проводится для того, чтобы повысить твердость поверхность для повышения срока службы детали. Если закалка прошла правильно, ее результатом станет:

  1. Существенно повышается прочность и твердость. Для того чтобы поверхность зуба зубчатого колеса не деформировалось при воздействии нагрузки выполняется рассматриваемая процедура. Также пружины и рессоры могут выдерживать большие нагрузки по причине существенного повышения прочности путем изменения структуры при сильном нагреве и быстром охлаждении материала.
  2. Повышается износостойкость поверхности. Несмотря на хорошие эксплуатационные качества стали, при ее использовании для изготовления деталей, используемых в машиностроении, авиастроении, есть вероятность быстрого износа из-за возникающей силы трения при контакте. Существенно повысить срок службы деталей можно путем изменения начальной структуры металла.
  3. Современные методы проведения рассматриваемого процесса позволяют улучшить качества только поверхности детали, сердцевина, ее вязкость, остается неизменной. Этот момент определяет то, что прочность, твердость и износостойкость повышаются без проявления хрупкости, то есть получаемая деталь также имеет хорошую пластичность, может выдерживать продольную нагрузку.

Качество проводимой закалки зависит от скорости нагрева и правильности выбора температуры, времени выдержки и охлаждения. При этом наиболее важным параметром можно назвать температуру нагрева и скорость охлаждения, так как они определяют твердость, прочность металла. Закалка является сложным технологически процессом, для реализации которого нужно специальное оборудование и определенные навыки в проведении подобной работы.








Как правильно отпустить закаленную сталь?

Эту операцию необходимо производить сразу после закалки, поскольку деталь может покрыться трещинами из-за присутствия высоких остаточных напряжений. При нарушении режима отпуска – недостаточном нагреве или малой выдержке – происходит «недоотпуск», при котором деталь сохраняет хрупкость. Для устранения этого недостатка применяют повторный отпуск.

Ориентировочная твердость стали (по Роквеллу) после термообработки в различных режимах, включающих закалку и отпуск

Что такое закалка металла?

Суть процесса состоит в нагреве металла, выдержке при температуре и охлаждение в определенной среде. Выбор температуры нагрева осуществляется в соответствии с химическим составом стали.

Ошибки при выборе режима и времени закаливания приводят к появлению трещин, хрупкости структуры или непригодности для использования полученных деталей.

Этапы закалки:

  1. Нагрев заготовки до определенной температуры.
  2. Охлаждение с определенной скоростью.
  3. Отпуск, способствующий снятию напряжений и коррекции твердости до заданных значений.

Что такое отпуск?

Еще одним из процессов термической обработки является отпуск. Он необходим для снятия внутреннего напряжения, образовавшегося в результате закалки. В металлургии таким образом удается избежать высоких показателей хрупкости и увеличить пластичность готового изделия.

Источники
  • https://metalc-office.ru/metally/st45-harakteristiki.html
  • https://prompriem.ru/stati/zakalka-stali-45.html
  • https://masakarton.com/kak-zakalit-stal-45-v-domashnih-usloviyah/
  • https://sgpo56.ru/stali/stal-45-termoobrabotka.html
  • https://pressadv.ru/stali/zakalka-45.html
  • https://rezkamet.ru/kak-zakalit-stal-45-v-domashnih-usloviyah/
  • https://printeka.ru/prochee/zakalka-stali-45-v-domashnih-usloviyah.html
  • https://spk-kovka.ru/materialy/sposoby-zakalki.html
Оцените статью
tutsvarka.ru
Adblock
detector