Справочник по конструкционным материалам (Арзамасов Б.Н., Соловьева Т.В. - Справочник по конструкционным материалам), страница 6

1.26) [201, Положительное влияние НТМО уснливаетсл при снижении температуры закалки, если в стали нет труднорастворимых частиц уп1ючняющих фаз. В отдельных случаях хорошие результаты дает применение холодной пластической деформации частично состаренного мартенсита [3, 201. Таблица 1.2б. Влвяиие хеледяай властичеекей дефермации иа саействя стали Н1ЭКУМ$Т 1201 Длл коррозионно-стойких мартенситно-стареющих сталей характерен более высокий коэффициент деформационного упрочнения [121, что повышает эффективность НТМО, особенно если деформирование проводить методом гидропрессовання. Комбинированное апарение.

Многочисленными исследованиями доказана эффективность применения для мартенситно-стареющнх сталей комбинированных схем старения. В том случае„когда при старении выделяется одна упрочняющая фаза или несколько фаз, имеющих близкий интервал температур образования, целесообразнее использовать ступенчатое старение по схеме В + Н, при котором последовательно выполняют сначала высокотемпературное, а затем при более низкой температуре низкотемпературное старение. В результате увеличения объемной доли выделяющейся фазы, более высокой дис' персностн части часпщ уровень упрочнения сталей может быть повышен при общем , сокращении длительности старения. Для гетерофазных коррозионно-стойких мартенсит, ',но-стареющих сталей рекомендуется ступенчатое старение ~о схеме Н + В, когда внача- ле выполняют низкотемпературное, а затем высокотемпературное старение.

На первом , этапе старения (430 С) формируются обогащенные хромом области а-фазы, на втором (500-550 С) происходит выделение М-фазы [281. В результате такой обработки достига- ю ется более высокий комплекс свойств, в том числе и более высокая теплостойкость. 31 Применительно к мартенснтно.стареющим сталям опробованы различные варианты динамического старения. В частности, достаривание под напряжением о = 0,7а~ ~ при 300 С О после основного старения при 400 С приводит к релаксации микронапряжений и тем самым устраняет опасность задержанного разрушения, проявляющегося в снижении пластичности сталей при малых скоростях нагружения [171.

Важным следствием динамического досгаривания является значительное (в 1,5-2 раза) увеличение предела упругости оалаз стали 04Х14К13Н4МЗТВ и ее релаксационной стойкости при практически неизменных значениях временного сопротивления и относительного удлинения [161. Эффективность динамического достаривания существенно возрастает в том случае, если сталь перед основным старением подвергается НТМО [161. Динамическое достаривание можно реализовать различными способами [161, например путем заневоливания винтовых пружин, и использовать для улучшения эксплуатационных характеристик различных упругих элементов. Для отдельных видов изделий разработаны специальные варианты старения.

Применяющуюся при изготовлении волокнистых композиционных материалов армирующую проволоку, которая подвергается холодной пластической деформации с предельными обжатиями (96-99 %), нагревают при высокотемпературном старении ЗОО С в течение 1 — 1,5 с. Скоростное старение позволяет реализовать очень высокое временное сопротш~- ление (4200 МПа при диаметре проволоки 40 мкм) и избежать охрупчивания (Ь = 4 %), которое имеет место при обычном старении такой проволоки.

Совмещение старения мартенситно-стареющих сталей с процессом азотирования наряду с объемным упрочнением обеспечивает формирование износостойкого поверхностного слоя [171. Прпмеиенне мврчжвситио-стареющих сталей. Стоимость сталей этого класса выше, чем низко- и среднеле~ированньи углеродистых сталей, однако более простая упрочняющая термическая обработка, технологичность, высокая конструктивная прочность, надежность и ряд других преимушеств не только компенсируют высокую стоимость, но делают экономически более выгодным использование мартенситно-стареющих сталей в различных отраслях машиностроения, в приборостроении и инструментальной промышленности. Мошиностроение [3, 5, 171, Как конструкционный материал, отличающийся высокой удельной прочностью и сопротивлением хрупкому разрушению, мартенситно-стареющие стали используют для изготовления конструктивных элементов космической и ракетной техники, в криогенном машиностроении, авиастроении.

Благодаря хорошей свариваемости их применяют также для топливных баков ракетных двигателей, резервуаров высокой точности. Хорошая коррозионная стойкость позволяет использовать стали для корпусов подводных лодок, ответственных шестерен, гребных винтов, деталей компрессоров в силовых установках, сосудов высокого давления, рабочих колес и валов насосов.

Высокал износостойкость в сочетании с размерной стабильностью сталей этого класса определяют их применяемость для деталей высокоточных металлорежущих станков. Более высокая (чем у перлитных сталей) радиационная стойкость позволяет использовать безкобальтовые стали в реакторостроении, а также для узлов урановых центрифуг. Приборостроение [9, 16, 201. Высокое сопротивление малым пластическим деформациям, значительно более высокий уровень максимальной упругой деформации, определяемой отношением оеяез/Е, чем у сталей других классов, повышенная малоцикловая выносливость в сочетании с возможностями широкого применения холодной пластической деформации, хорошей свариваемостью и коррозионной стойкостью определяют преимущества мартенситно-стареющих сталей как пружинного 32 материала.

При формировании двухфазной (а+7)-структуры эти стали могут обладать элинварными свойствами в интервале климатических температур, что существенно расширяет диапазон использования упругих элементов из этих сталей. Изгоеоаыние инструментов [3, 171. Преимущества в технологичности, отсутствие поводки при термической обработке, высокая прочность и износостойкость в сочетании с размерной стабильностью н коррозионной стойкостью обеспечивают возможность применения мартенситно-стареющих сталей для различных инструментов, в том числе для медицинского мнкроинструмента Благодаря теплостойкости стали нашли применение при изготовлении пресс-форм для обработки резины, пластмасс, для высокоточного латушюго и алюминн©- вого литья под давлением, Стали можно применять для изготовления штампов горячего и холодного деформирования, лезвий и ножей.

1.3. Стали с высокой технологичностью 1.3.1. Стали с улучшенной обрабатываемостыо резанием Химический состав и условии поставки проката из автоматных сталей. Необходимость разработки и выпуска сталей с повышенной обрабатываемостью резанием вызвана тем, что этот вид механической обработки является основным при изготовлении большинггва деталей в машиностроении. Решающее значение зто имеет для массового производства, где широко используется обработка на автоматических линиях и станках-автоматах. Для обеспечения высокой эффективности механической обработки резанием потре5овалось создание целого класса сталей, которые позволяли бы вести обработку деталей ~ максимальной скоростью резания, соответствующей определенной степени износа или 1аданной стойкости инструмента.

Кроме того„важными показателями также являются зистота обрабатываемой поверхности, форма стружки и легкость ее отвода. Стали этого класса получили название «автоматные» и, согласно ГОСТ 1414 — 75, )бозначаются буквой «А» в начале маркировки. Высокая обрабатываемость резанием автоматных сталей достигается благодаря повышенному содержанию в них серы, фосфора и (или) дополнительному введению свин1а, селена, теллура, кальция. Наличие свинца в марке стали обозначает буква «С», ~елена — «Е», кальция — «Ц». Благодаря такому мепошургическому приему в структуре стали образукпся неме- ческне включения, которые создают как бы внутреннюю смазку, снижающую трение в и© резания м©жду инструм©нтом и стружкой, а ~а~~в облегчающую ее измельч©ние.

В зависимости от химического состава автоматные стали подразделяются на пять 'рупп (табл. 1.27). Таблица 1.27. Группы автоматных сталей (ГОСТ 1414-74) 33 — ~зоо О м О" и М'1 ~ч О" и МЪ Фч О" и М~ ФЧ О" ч ЮЪ Фч О и и ч и МЪ еч О и ЮЪ еч„ О ч МЪ сч„ О" ч ЮЪ еч„ О" и МЪ ~Ч О и ЮЪ Фч о" и О 1 МЪ О О О м О" 1 ЮЪ СК 1 ~ь О 1 1Г$ О" О О 1 О о 1 И.- ч $ГЪ О О ч $Ю О О ч ЮФ О.

О" ч ЮЪ О О и $ГФ о„ О" ч 4Г~ о„ О" ч МЪ м О о и о„ О" ч О о" ч 3„ ч 3. О" 3 о" и 3 и о. О" и 3 О и О 1 ФФ О" о м о" 1 Ю$ О М3 о МЪ О" 1 66 О О МЪ О" О м О О и о О ч ФЮ о о и ФГ$ О О и ФГ3 О О и М3 о„ О" и МЪ о„ о" и МЪ О о" и 3 О" и О 6 СУ О 1 Р 1 О о" ч о О" и О МЪ О" $Г! о" ю о" л о о о $ о О ! О О Я О О О м О и О м о" ч О м О и Д о и Д о" и Д О" ч Ф О О И О О 3 о" О о" О 8 О 1 О о" О 1 О О Я О $ О И Ж О" И О" 1 О 3 О 1 8- 1 О О" 8.

1 О о" 8- 1 О О $ 3 О 8. 1 о О" $ О 3 О о ! О" ! ф~ О ф Д 1 О" ф 1 о" ф~ 1 ф~ г- 1 о" Ю м О" 1 $Г\ 1 ф~ О м О" 1 ~Ю м О" ЮЪ еч о" ч О" О" О О" О Ф О 1 Ф 1 ы О !' о" 1 о О ФФ о" 1 м О" о~ Д. 1 сч О а о Ф О" Ф О 1 'Ф о 1 МЪ !Ч О" 1 О" О ! Ю О й О О 1 СЧ~ «о О 34 МЪ Ж Фч «ч о" о ч ч еч е о" о" е~ Ч, 1 г~ ф ДД о о ч 1 1 о о Ю Ф~ о" о" ЮФ м О О 1 О Ю и О" 4Г) «о о" о" 1 1 3 й. Д Д О О" ч и «~" О $ N~~ $из Сб 1~ щ 2 ю~ Й И1 ф о ~о о Д$а~ сф!оо Ж р щ 1: о2$ о 5 Наряду с приведенными в табл.

127 марками металлургические заводы по отдельным техническим условиям выпускают кальцийсодержащне (0,002 — 0,00$ % Са) стали марок АЦ20, АЦЗР, АЦ40Х, АЦЗОХН и другие с добавлением свинца и теллура. Из этих сталей изготавливают термически упрочняемые детали, обрабатываемые твердосплавным инструментом при повышенных скоростях резания.

По техническим условиям выпускаются также селенсодержащие автоматные стали марок А35Е, А45Е и А40ХЕ. В структуре этих сталей образуются селениды и сульфоселениды, которые обволакивают твердые оксидные включения и тем самым устраняют их истирающее действие. Применение селенсодержащих сталей в 2 раза снижает расход инструмента и в 1,3 раза повышает производительность механической обработки резанием. Химический состав указанных выше групп автоматных сталей приведен в табл.

1.23. Критические точки некоторых марок автоматных сталей даны в табл. 1.29. Таблица 1.29. Температуры критических течек автематных сталей, С 11Ц Некоторые физические свойства определены для наиболее широко исследованной стали марки А12, Например, установлено, что температурный коэффициент линейного о -3 расширения а стали А12 увеличивается с ростом температуры от аде ее = 11,9 С до о -1 аз, = 14,2 С . Удельная теплоемкость с также возрастает с повышением температуры от с,о,оо = 465 Дж/(кг С) до сзо 5ое = 636 Дж/(кг С). Теплопроводность Х стали А12 с ростом температуры от 100 до 500 С снижается от 77,5 до 41 Вт!(м С). Модуль нормальной упругости этой стали составляет Е=202 ГПа. По видам обработки поставляемый металлургическими заводами прокат из автоматных сталей подразделяют на горячекатаный, калиброванный, круглый со специальной отделкой поверхности, круглый с обточенной поверхностью.