Легированные стали. Хромистые стали: 10Х, 15Х, 20Х, 25Х, 30Х.У них в сердцевине на С - кривой перлитное превращение сильно сдвинуто вправо

Хромистые стали: 10Х, 15Х, 20Х, 25Х, 30Х.У них в сердцевине на С - кривой перлитное превращение сильно сдвинуто вправо, а бейнитное - влево. Поэтому при закалке в масле после цементации сердцевина приобретает бейнитную структуру. Такие стали по сравнению с углеродистыми обладают повышенной прочностью, но при меньшей пластичности и вязкости (КС): σ_В=70...80 кг/мм², σ₀₂=50...60 кг/мм² , КC=6...7 кг·м/см². Структура на поверхности: поверхностный слой обогащен углеродом, и поэтому область бейнитного превращения по сравнению с сердцевиной сдвигается вправо, то есть в бейнитной области устойчивость переохлажденного аустенита увеличивается. Поэтому этот аустенит в слое при закалке в масле, то есть при охлаждении с той же скоростью, что и сердцевина, переходит не в бейнит, а в мартенсит. Но при этом линии М_н и М_к резко понижаются, и в слое резко возрастает количество аустенита остаточного, до 50% и более. Для устранения его применяют обработку холодом.

Хромованадиевые стали: 15ХФА, 20ХФА, 25ХФА.Ванадий резко измельчает зерно и тем самым повышает ударную вязкость, уменьшает склонность к перегреву, но на прокаливаемость влияет незначительно. Применяются они для небольших изделий, сердцевина которых работает на удар (поршневые пальцы, распределительные валики и т.п.).

Хромоникелевые стали: 10ХН, 15ХН, 20ХН, 25ХН, 30ХН, 12ХН3А, 20ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А.Никель обеспечивает высокую ударную вязкость, а в сочетании с хромом и большую прокаливаемость. Поэтому эти стали идут для изготовления средних и крупных деталей ответственного назначения. У них на С - кривой бейнитное превращение сдвинуто влево, а перлитное - вправо. Поэтому при закалке в масле в сердцевине часть аустенита переходит в мартенсит, а часть - в беинит, то есть структура после закалки в сердцевине будет мартенсит низкоуглеродистый и бейнит нижний или один нижний бейнит, что обеспечивает высокий комплекс механических свойств: σ_В =90... 130 кг/мм², σ₀₂ =70...110 кг/мм², КС=8... 10 кг·м/см² . Эти стали мало склонны к перегреву, у них высокая ударная вязкость и прокаливаемость (до 70мм), но никель очень дорогой.

Хромоникельвольфрамовые стали: 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА.

Добавки к хромоникелевым сталям молибдена (вольфрама) устраняют перлитное превращение (оно резко сдвигается вправо), и прокаливаемость резко увеличивается, до 100мм и более. Поэтому структура в сердцевине будет мартенсит малоуглеродистый: σ_В=130 кг/мм², σ₀₂=110 кг/мм²,КС=10кгм/см² . Эти стали закаливают на воздухе, так как нет перлитного превращения. В слое количество остаточного аустенита достигает до 50...60%, что снижает твердость и износостойкость слоя. Для устранения аустенита остаточного проводят обработку холодом или промежуточный высокий отпуск с последующей закалкой от как можно более низкой температуры (чуть выше АС₃) При высоком отпуске из этого аустенита остаточного выпадают карбиды, а менее легированный аустенит при последующей закалке переходит в мартенсит, и количество аустенита остаточного будет немного меньше. Но прокаливаемость после такой обработки уменьшается.

Хромомарганцевые стали: 10ХГ, 15ХГ, 20ХГ, 25ХГ.Применяются вместо дорогих хромоникелевых сталей, например при изготовлении зубчатых колес. Марганец заменяет никель (марганец - дешевый элемент). Марганец резко снижает критическую скорость закалки и поэтому резко увеличивает прокаливаемость в сердцевине деталей. Но стали с марганцем склонны к перегреву, особенно цементованный слой, у них ниже ударная вязкость. Для измельчения зерна эти стали легируют титаном (0,05%), который резко измельчает зерно, повышает КС и снижает хладноломкость. Марки этих сталей: 15ХГТ, 18ХГТ, 25ХГТ.

11.2. Конструкционные улучшаемые стали (0,3...0,5% С) Эти стали должны обладать:

· высоким пределом текучести, обычно он составляет 0,8...0,9 от предела прочности;

· малой чувствительностью к концентрациям напряжений;

· высокой ударной вязкостью;

· высоким значением прокаливаемости, чтобы деталь закалить насквозь;

· сталь не должна быть склонной к отпускной хрупкости.

Углеродистые стали: 30, 35, 40, 45, 50.У них прокаливаемость небольшая, применяются для небольших изделий простой формы, работающих с невысокими нагрузками (болты, гайки, муфты и др.). После термообработки они обладают следующими свойствами:

σ_в =45...65 кг/мм², σ₀₂=30...40кг/мм², КС=12...16 кг×м/см².