Статьи | Металлолом — Part 110

Технологические указания на отливку выполняются в соответствии с ГОСТ 3.1125-88 «Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок».

Прежде чем приступить к разработке технологических указаний, необходимо оценить деталь на технологичность ее производства методом литья и принять ряд технологических решений.

2.1. Оценка технологичности отливки

Технологичность отливки оценивается с учетом общих требований, предъявляемых к изготовлению отливок методами литья. Необходимо указать, какова деталь по конструкции (к какой геометрической фигуре близка), какова толщина стенок, сравнить их с рекомендуемыми, насколько соблюдается равномерность толщин стенок, наличие плавных переходов, скруглений и т. п. В табл. 1 приведены рекомендуемые наименьшие толщины стенок для отливок из основных литейных сплавов. В проектируемой отливке стенка должна быть больше рекомендованной.

Таблица 1

Рекомендуемые наименьшие толщины стенок отливки, мм

Материал

Отливки

Мелкие

Средние

Крупные

Серый чугун

3-5

8-10

12-15

Сталь

5-8

10-15

16-25

Белый чугун (для отливок из ковкого чугуна)

3-5

6-8

Медные оловянные сплавы

3-5

6-8

Медные безоловянные сплавы

5-7

7-12

Алюминиевые сплавы

3-5

6-8

Примечания. 1. Толщина внутренних стенок может быть уменьшена на 5…20 %. 2. При литье в металлические формы толщина стенок должна быть увеличена на 20 %.

Необходимо дать рекомендации по улучшению конструкции детали либо предложить введение технологических элементов: ребер, стяжек, напусков и т. п., с помощью которых можно было бы улучшить технологичность детали. Следует учесть, что рекомендации по изменению конструкции детали вносятся в чертеж, а технологические изменения должны быть удалены из отливки после ее изготовления. При изготовлении отливки в разовые формы необходимо рассмотреть возможность формовки с наименьшими трудозатратами и использованием более простой модели, по возможности без отъемных частей, с меньшим количеством стержней и плоскостей разъема.

Если деталь предполагается отливать специальными способами, необходимо, кроме общих требований к отливке, дополнительно рассмотреть ее конструкцию с точки зрения данного специального способа литья.

Разработка отливки осуществляется на чертеже детали и сводится к нанесению всех технологических указаний, необходимых для получения отливки. Данные указания показываются на одном листе и являются основой для изготовления модельной оснастки и производства отливки. Разработка технологии включает: выбор положения отливки в форме в процессе заливки, определение линии разъема модели и формы, назначение припусков на механическую обработку, определение количества стержневых знаков и проектирование их параметров и конфигурации, назначение зазоров в знаковых частях формы и стержня, определение линии разъема стержневого ящика и направления набивки стержня, назначение мест подвода металла к отливке.

Заданием на проектирование служит чертеж детали, в котором должны быть указаны марка сплава и технические требования на деталь. Общие задачи уточняются преподавателем, в том числе объем и содержание пояснительной записки и состав графической части.

Описание технологии изготовления отливок должно включать расчеты, основные положения, касающиеся оформления чертежа, и графические пояснения, которые оформляются в виде эскизов или чертежей.

Описание должно начинаться с короткого введения, в котором следует отметить роль и значение литейного производства в развитии различных отраслей промышленного производства, достижения в области совершенствования и создания новых технологических процессов, роль российских ученых в создании новых материалов и процессов при производстве отливок. В основной части должны быть отражены следующие вопросы:

— анализ технических условий на изготовление отливки;

— особенности службы отливки в условиях эксплуатации, характер испытываемых ею нагрузок и обоснование соответствия материала отливки требованиям, предъявляемым к ней;

— технологичность конструкции отливки; здесь должны быть приведены результаты критического анализа особенностей конструкции отливки с точки зрения ее технологичности и предложения по изменению конструкции с целью улучшения технологичности;

— выбор и обоснование способа и метода изготовления литейной формы.

При выборе технологического процесса изготовления литейной формы следует учитывать необходимость применения современных технологических решений и наиболее совершенных средств механизации производственных процессов с учетом характера производства (размера партии изготовляемых отливок, срочности изготовления заказа и т. п.) Следует указать также и метод изготовления — «по сырому» или «по сухому».

Разработка литейных технологических указаний на чертеже.

В данном разделе должны быть освещены следующие вопросы: выбор положения отливки в литейной форме при заливке; выбор плоскости разъема литейной модели и литейной формы; припуски на механическую обработку; формовочные уклоны; отверстия, выполняемые литыми или с помощью стержней; технологические дополнения; установление количества отливок в форме; конструирование литейных стержней (определение количества и границ стержней, конструкция стержневых знаков и их размеры, конструкция фиксаторов. Наличие жеребеек, поверхность разъема и плоскость стержней, вентиляция стержней, наличие стержневых каркасов, если необходимо — стержневой литейный шаблон, их армирование); место установки прибылей, их количество, определение размеров и число прибылей; тип, конструкция и размеры литниковой системы (литниковая чаша, литниковый стояк, шлакоуловитель, литниковый ход, питатель, литниковый дроссель); тип, конструкция холодильников; расчет холодильников; место установки выпора и его размеры; установление величины литейной усадки.

Описание технологической оснастки. В этом разделе освещают следующие вопросы: выбор материала и конструкции литейной модели; определение размеров и разработку конструкции модельной плиты; разработку схемы расположения моделей на модельной плите; выбор размеров, типа и конструкции опок; выбор материала и разработку конструкции стержневых

Ящиков; конструкцию сушильных плит, их материал; разработку эскизов контрольных шаблонов и других приспособлений.

Определение параметров технологического процесса изготовления отливки. При разработке этого раздела должны быть решены следующие вопросы: выбор и обоснование типов технологического оборудования, применяемого для изготовления литейной формы и литейных стержней; выбор составов и способов приготовления формовочных и стержневых смесей, установление показателей их свойств; выбор других формовочных материалов и установление разделительных составов и состава припыла, формовочных красок, методов их контроля; описание процесса формовки (по операциям); описание процесса изготовления стержней; установление режимов сушки литейных стержней и, если необходимо, литейных форм (объемная, поверхностная, температура и продолжительность сушки); сборка формы (последовательность операций); крепление формы (выбор способа крепления), расчет крепления форм, массы груза; установление параметров заливки литейных форм (температура заливки, емкость, тип применяемого литейного заливочного ковша); расчет продолжительности охлаждения отливки в форме до выбивки; процессы и методы осуществления заключительных операций изготовления отливки (выбивки отливок, удаление стержней, обрубки, очистки, термообработки) с указанием моделей и характеристик оборудования; контроль качества отливок, способы исправления дефектов.

Эскизы или чертежи должны содержать:

— чертеж детали с технологическими указаниями;

— чертеж модельного комплекта, смонтированного на плите — монтажа моделей (по согласованию с преподавателем выбирается для проектирования монтаж для верхней формы или для нижней формы);

— чертеж стержневого ящика;

— чертеж литейной формы в собранном виде.

Если отливка изготовляется без применения стержней, стержневой ящик не проектируется. При проектировании чертежа отливки необходимо использовать ГОСТ, ОСТ, справочники, учебники, журналы и другую техническую литературу. Список всей использованной литературы, который оформляют в соответствии с требованиями, необходимо приводить в конце.

Курс «Технология конструкционных материалов» является одним из основных для подготовки инженеров-механиков. Разработка технологии изготовления отливки является основой раздела «Литейное производство», входящего в состав данного курса. Разработка осуществляется при производстве заготовок методом литья и заключается в оформлении технологической документации.

В процессе изучения данного курса студент получит навык:

— анализировать чертеж литой детали и требования к ней с целью определения ее технологичности и выбора наиболее целесообразного способа изготовления;

— выбирать положение отливки в форме, определять поверхности разъема модели и формы; назначать припуски на обработку;

— определять количество и конструкцию стержней;

— разрабатывать конструкцию и выполнять расчеты литниковых и питающих систем;

— выбирать материалы и технологический процесс изготовления форм и стержней, разрабатывать чертежи отливки и формы с учетом требований литейной технологии и оформлять их в соответствии с действующими стандартами;

— оформлять нормативно-техническую документацию технологического процесса получения отливки.

Изложенный материал может использоваться для самостоятельной подготовки студентов дневной и заочной форм обучения при выполнении контрольных работ. Также может быть полезен преподавателям для подготовки лекционного материала.

Знание технологии изготовления отливки позволит получить представление о литой заготовке, этапах ее проектирования, составных частях технологического процесса литья. Иллюстрации и справочные данные облегчают работу и исключают необходимость поиска нормативно-технической документации.

К сталям для измерительных инструментов предъявляется комплекс требований, из которых наиболее важными являются высокая износо­стойкость, сохранение постоянства лииейиых размеров и формы при эксплуатации, высокая чистота поверхности (высокая по лиру ем ость).

Для измерительных инструментов могут применяться как высокоуг­леродистые заэвтектоидиые стали, так и стали с дополнительным леги­рованием хромом, марганцем, вольфрамом и ванадием. В отечественной практике для измерительных плит наиболее широко используют стали ‘типа X (0,95—1,10 % С; 1,3—1,65 % Cr) и 12X1 (1,15—1,25 % С; 1,3—1,65 % Cr).

-W -20 30 UO 50

image202_1-2467235

020 60 6 9 12 Ci/Mu Месяцы

Время

Рис. 232. Влияние времени ста­рения при 20 «С на изменение длины образцов (9 X 20 X 60 мм) стали X в зависимости от ре­жима обработки (Ю. А. Гел­лер, С. М. Явиель):

I

О

J I —

1—закалка от 840.»С, без от­пуска; 2 — закалка, охлажде­ние до —70 0C; 3 — закалка, охлаждение до —70 «С, отпуск при 150 °С, 6 ч

Высокая твердость сталей достига­ется закалкой иа мартенсит с низким от­пуском. Температура аустенитизации для, стали X составляет 650—860°С, а для стали 12X1 855—870 «С. Твердость пос­ле отпуска стали 12X1 выше, чем стали X, что связано с большим содержанием углерода в стали 12X1, Высокая поли — руемость сталей зависит от уровня твер­дости, который должен быть не ниже HRC 63—64. При высокой твердости хо­рошая полируемость стали обеспечива­ется получением равномерно распреде­ленных некрупных избыточных карбидов и повышенной металлургическрй чисто­той стали. Наличие крупных неметалли­ческих включений может приводить к выкрашиванию в процессе полирования. Кроме того, неметаллические включения могут стать центрами развития коррозии на поверхности измерительного инстру­мента.

Для измерительного инструмента чрезвычайно важным является стабильность во времени размеров и формы (рис. 232). В закаленном и отпущенном состояниях в стали протекают процессы, вызывающие размерные изменения. К таким процессам относятся релаксация оста­точных макроскопических напряжений, дальнейший распад мартенсита с уменьшением тетрагональности его кристаллической решетки, мартен­ситное превращение остаточного аустенита. В закаленной стали все эти процессы идут значительно интенсивнее, чем после отпуска. Вместе с тем низкотемпературный отпуск практически не изменяет количества Остаточного аустенита. Для уменьшения его содержания применяют многократное охлаждение до —70 °С с последующим отпуском при Т20—125 0C, В ряде случаев рекомендуется шестикратное повторение обработки холодом и отпуска, при этом количество остаточного аусте­нита уменьшается в несколько раз.

Влияние многократного охлаждения до —70 0C на количество оста­точного аустенита в стали X после закалки с 860 0C по данным Ю. А. Геллера, И. А. Бусуриной приведено ниже:

HRC

А, %

Закалка в масле (20°С) . . .

64-

-65

9—11

Закалка в масле+охлаждение

ДО

—70 0C……………………………………….

64,5-

-66

4—5

То же+отпуск при 125 °С, 12

Ч+

2,5—3,5

+охлаждение до —70 °С. . .

65-

-66

То же+отпуск при 125 0C, 12

Ч и

1,5—2,5

Третье охлаждение до —70 °С.

65-

-66

Так как распад мартенсита сопровождается уменьшением объема, относительное укорочение при распаде 1,0 % мартенсита при низком отпуске составляет 1,566-Ю-5, а превращение остаточного аустенита происходит с увеличением объема (превращение 1,0 % остаточного аустенита сопровождается относительным удлинением на 1,201-IO-4), т. е. объемные изменения в случае превращения аустенита почти на по­рядок выше, чем при распаде мартенсита. Отсюда следует, что при со­хранении в структуре стали небольшого количества остаточного аусте­нита суммарного изменения объема (длины) практически не проис« ходит.

Для измерительных плит важным свойством является хорошая сцепляемость (притираемость). Она зависит от Чистоты поверхности и от состава мартенсита. В частности, высокие содержания хрома ухуд­шают сцепляемость вследствие образования прочной пленки на поверх­ности.

Для мелких измерительных плит могут быть использованы мартен^ ситно-стареющие стали на железоникелевой основе, обработанные на твердость HRC 63—65. К преимуществам этих сталей относится хоро­шая обрабатываемость резанием после закалки иа низкоуглеродистый мартенсит с твердостью HRC менее 30.

Измерительные инструменты Типа лекал, шаблонов, скоб изготовля­ют путем вырубки из листа. Для этой группы инструментов применяют низкоуглеродистые (20, 20Х) и среднеуглеродистые (50, 50Г) стали. Для повышения твердости и износостойкости инструменты из яизкоуг- леродистых сталей подвергают цементации, закалке с 790—810 0C в мас­ло (сталь 20Х) илн воду (сталь 20) и низкотемпературному отпуску при 150—180 °С, 2—3 ч. Инструменты из средиеуглеродистых сталей подвергают закалке с индукционного нагрева и низкому отнуску.

РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Гудремон Э. Специальные стали. Т. I, II: Пер. с нем. M.: Металлург — издат, 1959. 1638 с.

Меськин В. С. Основы легирования стали. M.: Металлургия, 1964. 684 с.

Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. Т. II. изд. 3-е/Под ред. Бернштейна М. JI. и Рахштадта А. Г-. M.: Металлур­гия, 1983. 368 с.

Пикеринг Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей: Пер. с англ. M.: Металлургия, 1982. 182 с.

Справочник металлиста. Т. II. Изд. 3-е/Под ред. Рахштадта А. Г. и Брострема В. A. M.: Машиностроение, 1976. 718 с.

Тылкин М. А. Справочник термиста ремонтной службы. M.: Метал­лургия, 1981. 648 с.

Часть первая

Анализ структуры производства и потребления черных металлов в СССР/Камалов Р. Г., Цветаев А. А., Шишкова А. А. и др. M.: Метал­лургия, 1980. 111 с.

Виноград М. И., Громова Г. П. Включения в легированных сталях и сплавах. M.: Металлургия, 1972. 215, с.

Включения и фазы в сталях и сплавах/Явойский В. И., Близню — ков С. А., Вишкарев А. Ф. и др. M.: Металлургия, 1979. 316 с.

Гуляев А. П. Чистая сталь. M.: Металлургия, 1975. 184 с.

Кулганек Ф. Конструкционные стали (зарубежные стандарты): Пер. с ием. M.: Металлургия, 1973. 80 с.

Металлография железа. Т. I: Пер. с англ. M.: Металлургия, 1972. 246 с.

Хансен H., Андерко К Структура двойных сплавов. Т. 1, 2: Пер. с англ. M.: Металлургиздат, 1962. 1488 с.

Штремель М. А. — МиТОМ, 1980, №. 8, с. 2—6.

Справочник марок сталей: Пер. с нем. M.: Металлургиздат, 1963. 1922 с.

Часть вторая

Андриевский P. A., Jlanun А. Г., Рымашевский Г. А. Прочность ту­гоплавких соединений. M.: Металлургия, 1979. 232 с.

Гольдшмидт X. Дж. Сплавы внедрения. Т. I, II: Пер. с англ. M.: Мир, 1971. 424 и 464 с.

Григорович В. К. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. M:. Наука, 1970. 292 с.

Интерметаллические соединения: Пер. с англ./Под ред. Корнило­ва И. И. M.: Металлургия, 1970. 440 с.

Каменецкая Д. С., Пилецкая И. Б., Ширяев В. И. Железо высокой степени чистоты. M.: Металлургия, 1978. 248 с.

Могутное Б. M., Томилин И. А., Шварцман JI. А. Термодинамика железоуглеродистых сплавов. M.: Металлургия, 1972. 328 с.

Тот JI. Карбиды и нитриды переходных металлов: Пер. с аигл./Под ред. Гельда П. В. M.: Мир, 1974. 294 с.

Физическое металловедение. Т. I: Пер. с англ./Под ред. Кана Р. M.: Мнр, 1967. 334 с.

Шуберт К. Кристаллические структуры двухкомпонеитиых фаз: Пер. с нем. M.: Металлургия, 1971. 532 с.

Часть третья

Белоус Af. В., Черепин В. Т., Васильев Af. А. Превращения при от­пуске стали. M.: Металлургия, 1973. 232 с.

Блантер М. Е. Фазовые превращения при термической обработке стали. M.: Металлургиздат, 1962. 268 с.

Бокштейн С. 3. Строение и свойства металлических сплавов M.: Ме­таллургия, 1971. 496 с.

Курдюмов Г. В., Утевский Л. M., Энтин Р. И. Превращения в же­лезе и стали. M.: Наука, 1977. 238 с.

Попов А. А., Попова Л. Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. Справочник термиста. M.: Машгиз, 1961. 430 с.

Попов А. А. Фазовые превращения в металлических сплавах. M.: Металлургиздат, 1963. 312 с.

Садовский В. Д. Структурная наследственность в стали. M.: Метал­лургия, 1973. 205 с.

Часть четвертая

Гладштейн Л. И., Литвиненко Д. А. Высокопрочная строительная сталь. M.: Металлургия, 1972. 240 с.

Гольдштейн М. И., Фарбер В. М. Дисперсионное упрочнение стали. M.: Металлургия, 1979. 208 с.

Лейкин И. M., Литвиненко Д. А., Рудченко А. В. Производство и свойства низколегированных сталей. M.: Металлургия, 1972. 256 с.

Термическое упрочнение проката/Стародубов К¦ Ф-, Узлов И. Г., Савенков В. Я. и др. M.: Металлургия, 1970. 368 с.

Тылкин М. А., Большаков В. И., Одесский П. Д. Структура и свой­ства строительной стали. M.: Металлургия, 1983. 288 с.

Упрочнение конструкционных сталей нитридами/Гольдштейн Af. И., Гринь А. В., Блюм, Э. Э., Панфилова Л. М. M.: Металлургия, 1970. 222 с.

Часть пятая

Банных О. А., Блинов В. М. Днсперсионно-твердеющие немагнит­ные ванадийсодержащие стали. M.: Наука, 1980. 190 с.

Бернштейн М. Л. Прочность стали. M.: Металлургия, 1974. 200 с.

Бернштейн Af. Л., Займовский В. А., Капуткина Л. М. Термомеха — ннческая обработка стали. M.: Металлургия, 1983. 480 с.

Богачев И. Н. Кавитационностойкое разрушение н кавитационно — стойкие стали. M.: Металлургия, 1972. 190 с.

Богачев И. H., Еголаев В. Ф. Структура и свойства железомарганце — вых сплавов. M.: Металлургия, 1973. 296 с.

Бодяко Ni. H., Астанчик С. А., Ярошевич Г. Б. Мартенситно-старе­ющие стали. Минск: Наука и техника, 1976. 246 с.

Голиков И. H., Гольдштейн М. И., Мурзин И. И. Ванадий в стали. M.: Металлургия, 1968. 292 с.

Голованенко С. А., Фонштейн Н. Af. — В кн.: Итоги науки и техни­ки. Металловедение и термическая обработка. M.: ВИНИТИ, 1983, с. 64—120.

Гольдштейн Я¦ E., Заславский А. Я¦ Конструкционные стали повы­шенной обрабатываемости. M.: Металлургия, 1977. 248 с.

Давыдов Н. Г. Высокомарганцевая сталь. M.: Металлургия, 1979. 174 с.

Зубов В. Я-, Грачев С. В. Структура и свойства стальной пружинной ленты. M.: Металлургия, 1964. 224 с.

Лебедев Д. В. Конструктивная прочность криогенных сталей. M.: Металлургия, 1976. 264 с.

Литвиненко Д. А. Холоднокатаная нестареющая сталь. M.: Метал­лургия, 1968. 168 с.

Лахтин Ю. M., Коган Я — Д. Азотированные стали. M.: Машино­строение, 1976. 255 с.

Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. M.: Машиностроение. 1965. 491 с.

Перкас М. Д., Кардонский В. М. Высокопрочные мартенситно-ста­реющие стали. M.: Металлургия, 1970. 224 с.

Потак Я — М. Высокопрочные стали. M.: Металлургия, 1972. 208 с.

Проблемы разработки конструкционных сплавов: Пер. с англ. M.: Металлургия, 1980. 336 с.

Приданцев М. В., Давыдова Л. H., Тамарина И. А. Конструкцион­ные стали: Справочник. M.: Металлургия, 1980. 288 с.

Разрушение. Т. 6. Разрушение металлов: Пер. с англ. M.: Метал­лургия, 1976. 496 с.

Рахштадт А. Г. Пружинные стали и сплавы. 3-е изд., перераб. и доп. M.: Металлургия, 1982. 400 с.

Романив О. Н. Вязкость разрушения конструкционных сталей. M.: Металлургия, 1979. 176 с.

Спектор А. Г., Зельбет Б. M., Киселева С. А. Структура и свойства подшипниковых сталей. M.: Металлургия, 1980. 264 с.

Химико-термическая обработка металлов н сплавов: Справочник/ Под ред. Ляховича Л. С. M.: Металлургия, 1981. 424 с.

Часть шестая

Бабаков А. А., Приданцев М. В. Коррозионностойкие стали и спла­вы. M.: Металлургия, 1971. 318 с.

Гуляев А. П., Жадан Т. А. Новые низколегированные нержавеющие стали. M.: Машиностроение, 1972. 104 с.

Туфанов Д. Г. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей, спла­вов и чистых металлов: Справочник. M.: Металлургия, 1982. 120 с.

Ульянин Е. А. Коррозионностойкие стали и сплавы: Справочник. M.: Металлургия, 1980. 207 с.

Химушин Ф. Ф. Нержавеющие стали. M.: Металлургия, 1976. 798 с.

Часть седьмая

Банных О. А-, Ковнеристый Ю. К, Зудин И. Ф. Хромомарганцевые теплоустойчивые стали с алюминием. M.: Наука, 1965. 101 с.

Григорович В. К Жаропрочность и диаграммы состояния. M.: Ме­таллургия, 1969. 323 с.

Деформация и свойства материалов для авиационной и космической техники: Пер. с англ. M.: Металлургия. 1982. 386 с.

Жаропрочные сплавы для газовых турбин: Пер. с англ. M.: Метал­лургия, 1981. 480 с.

Захаров М. В., Захаров А. М. Жаропрочные сплавы. M.: Метал­лургия, 1969. 245 с.

Корнилов И. И. Физико-химические основы жаропрочности сплавов. M.: Наука, 1971. 318 с.

Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов. M.: Мир, 1969. 392 с.

Ланская К. А. Высокохромистые жаропрочные стали. M.: Метал­лургия, 1976. 230 с.

Ланская К¦ А. Жаропрочные стали. M.: Металлургия, 1969. 245 с.

Масленков С. Б. Жаропрочные стали и сплавы: Справочник. M.: Металлургия, 1983. 191 с.

Портной К¦ И., Бабич Б. Н. Дисперсноупрочненные материалы. M:. Металлургия, 1974. 123 с. v

Приданцев М. В. Жаропрочные стареющие сплавы. M.: Металлур­гия, 1973. 184 с.

Роэенберг В. М. Основы жаропрочности металлических материалов, M:. Металлургия, 1973. 325 с.

Симе Ч„ Хагель В. Жаропрочные сплавы/Пер. с аигл. M.: Метал­лургия, 1976. 586 с.

Химушин Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы. M.: Металлургия, 1969. 749 с.

Часть восьмая

Артингер И. Инструментальные стали и их термическая обработка: Справочник: Пер. с венг. M.: Металлургия, 1982. 312 с.

Геллер Ю. А. Инструментальные стали. 5-е изд. M.: Металлургия, 1983. 528 с.

Гуляев А. П., Малинина К. А., Саверина С. М. Инструментальные стали: Справочник. M.: Машиностроение, 1975. 272 с.

Инструментальные стали: Справочник/Яозняк Л. А., Тишаев С. И., Скрынченко Ю. М. и др. M.: Металлургия, 1977. 168 с.

Лозняк Л. А., Скрынченко Ю. M., Тишаев С. И. Штамповые ста­ли. M.: Металлургия, 1980. 244 с.

[1] 6-железо отдельно не рассматривается, так как представляет со­бой а-железо при высоких температурах.

[2] Наиболее часто пользуются понятием «атомный металлический радиус» (по Гольдшмндту), представляющим собой половину наимень­шего расстояния между атомами в их кристаллической решетке. Поэ­тому в разных модификациях одного н того же элемента атомный ра­диус будет различным. Так, для ct-железа (о. ц. к. решетка, координа­ционное число К— 8) атомный раднус железа равен,0,124 нм, а для Y-железа (г. ц. к., /С= 12) 0,127 нм. Сравнение атомных радиусов эле­ментов проводят при одинаковом координационном числе.

[3] Как известно, температура перехода из вязкого в хрупкое состо­Йте (Tnp) может быть определена как температура, при которой про­Исходит резкое падение ударной вязкости или излом нз вязкого перехо­Дит в хрупкий (50 % волокна в изломе).

[4] На рнс. 29 приведены лншь наиболее часто встречаемые в стали карбиды и ннтрнды. В редких случаях возможно образование фаз н дру­гого тн па (например, гексагонального ннтрнда Nb2N в малоперлнтных азотистых сталях нлн гексагонального карбида V2C в высоколегиро­ванных нержавеющих сталях с ннзкнм содержанием углерода).

[5] Закономерности образования карбидов и нитридов в основном общие. Поэтому дальнейшее рассмотрение будет проведено по карби­дам. При наличии существенных особенностей в аналогичных нитрндных фазах они будут освещаться особо.

[6] Кроме указанных нитридов, в системе железо—азот могут обра­зовываться нитриды Fe2N (|-фаза) и Fe3N (е-фаза). Как правило, они образуются при высоких содержаниях азота [соответственно 7,7 и 11,3% (по массе)], поэтому в обычных легированных сталях эти нит­риды практически не возникают.

5—970

[7] В легированной стали, которая, как минимум, составляет трой­ную систему, превращение двойного эвтектоида в аустенит происходит не при постоянной температуре, а в интервале температур. Поэтому зна­чения критических точек следует рассматривать лишь как средние тем­пературы начала и конца превращения, протекающего в определенном интервале температур.

[8] Структурная наследственность возможна при скоростях нагрева порядка

1000 °С/с.

Чем более легирована сталь, тем шире диапазон ско­ростей нагрева, при которых проявляется структурная на­следственность в стали. Легирование влияет на критичес­кую скорость нагрева, при которой наблюдается восста­новление исходного крупного зерна при повторном нагреве выше Ac?, и не происходит образования мелкозернистого аустенита. Для легированной стали на рис. 40 приведена схема, упрощенно показывающая процесс формирования зерна при нагреве и охлаждении стали с исходной упоря­доченной структурой.

«При достаточно быстром (сотни градусов в секунду) нагреве закаленной и неотпущенной стали реализуется особый кристаллографически упорядоченный механизм об­разования аустенита, сходный с обратным мартенситным превращением в высоколегированных сплавах, в резуль­тате чего происходит восстановление зерна исходной струк­туры. По мере уменьшения скорости нагрева все в боль­шей степени получают развитие процессы отпуска и нор­мальный, контролируемый диффузией механизм образо­вания аустенита, сопровождающийся измельчением зерна. При достаточно медленном (1—2 град/мин) нагреве мно­гих сталей аустенит образуется также кристаллографичес­ки упорядоченным механизмом, в результате чего и при таком нагреве наблюдается восстановление зерна исход­ной структуры, т. е. резко выраженная структурная наслед­ственность. Увеличение скорости нагрева ведет к наруше­нию упорядоченности в процессе формирования (роста)

[9] В литературе встречаются различные термины для указанных превращений. Так, перлитное превращение также называют эвтектоид — ным, диффузионным превращением, распадом на феррито-карбидную смесь (ФКС), превращением по 1 ступени. Промежуточное превраще­ние — бейнитным превращением по II ступени.

[10] Необходимо подчеркнуть, что составы аустенита и стали могут не совпадать, если легирующие элементы не полностью переведены в твердый раствор при аустенитизации. В этом случае нерастворенная часть легирующих элементов входит в состав карбидной (интерметал — лидной) фазы, которая иначе влияет на устойчивость аустенита. По­этому приведенные ниже данные о влиянии углерода и легирующих элементов относятся к случаю нх растворения в аустените.

[11] В высоколегированных быстрорежущих сталях кобальт увеличи­вает количество остаточного аустенита в закаленной стали вследствие изменения растворимости в аустените других легирующих элементов.

[12] Распад мартенсита

Распад мартенсита включает формирование сегрегаций атомов углерода и легирующих элементов в твердом раст-

[13] В настоящем разделе дан краткий анализ отпускной хрупкости стали, подробный обзор приведен в учебнике И. И. Новикова «Теория термической обработки стали», изд. 3-е,, M.: Металлургия, 1978.

[14] Горячекатаные стали

Углеродистые горячекатаные стали обыкновенного качест­ва (ГОСТ 380—71) в зависимости от назначения и гаран­тируемых при поставке свойств подразделяют на три груп­пы: А, Б и В.

Стали группы А поставляют с регламентированными ¦ механическими свойствами. Химический состав их не нор­мируется. Поэтому стали этой группы наиболее часто при­меняют в конструкциях, узлы которых не подвергаются горячей обработке — ковке, штамповке, термической обра­ботке, следовательно, механические свойства горячеката­ной стали сохраняются.

Стали группы Б поставляют с регламентированным хи­мическим составом, без гарантии механических свойств. Поэтому их применяют для изделий, подвергаемых горячей обработке, технология которой зависит от состава стали, а конечные механические свойства определяются самой об­работкой.

[15] На векторной диаграмме не нанесена компонента его, одинаковая для все трех сталей. Необходимо также подчеркнуть, что на диаг­рамме отложены не абсолютные значения предела текучести и темпера­туры перехода, а лишь их изменение — Actt и АТВр.

3

8

U

Ci

S

>3

Ci

А

Ci

О» о о»о»о»о о»

пробивки и т. п.

Состав штамповых сталей по углероду и легирующим эле­ментам может изменяться в широких пределах в завиЬи — мости от условий работы инструментов. Выбор рациональ­ного состава штамповых сталей основан на соблюдении

Ряда условий (Л. А. Поз — няк, Ю. М. Скрынченко, С. И. Тишаев):

1) применение комплекс­ного легирования нескольки­ми элементами в минималь­но необходимых количест­вах;

24*

379

2) состав стали должен обеспечивать максималь­ные значения свойств, опре-

image194_1-3196663

J W,»а

Mo, %

Рис. 222. Влияние содержания хрома в стали на состав твердого раствора А, ко­личество К и состав Kg избыточных карбидов ъ закаленной стали 4Х2В2МВС

Scroll to Top