Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 61
Текст из файла (страница 61)
13.2. Углеродистые стали и чугуны Углеродистые стали — сплавы железа с углеродом (до 2% С, постоянные примеси Мп, 61, 5, Р, О, 14 и др.). Для достижения требуемых свойств стальные детали, как правило, подвергают различным видам термической обработки: отжигу и нормализации — для снятия внутренних напряжений, снижения твердости, улучшения обрабатываемости; закалке с последующим низким или высоким отпуском (улучшение) — для получения высоких твердости и прочности. Для повышения износостойкости пар тренин в зависимости от содержания углерода в стали осуществляется поверхностное унрочнение деталей: для среднеуглеродистых сталей — закалка с нагревом ТВЧ, для иизкоуглеродистых (до 0,25 — 0,30% С) — цементация с последующей закалкой и низким отпуском (химико-термическая обработка— ХТО) $3, 6]. Основные марки углеродистой стали, их термическая или химико- термическая обработка, механические свойства и примеры применения в станках приведены в табл.
!3.3. Чугуны — сплавы, содержащие более 2,14% С и постоянные примеси 81, Мп, Р и 3. В небольших количествах может содержаться Сг, %, Сп. Детали из серого чугуна подвергают термической обработке: низ- 1З.З. Углеродистые стали Меканнческне свойства Сталь, ГОСТ Термнческва обработка Нрнмврм применения КСП. дж/ем' НВ МПа Стали конструкционные обыкновенного качества <100 Сталь конструкционнан повышенной обрабатываемостн А12, 1414 — 75 58 (П) >14 )187 (С) 36 58 (П) 187 (С) Стали конструкционные углеродистые качественные ьь 137 (С) 6 — 62(П) ь 400 С50 450 -550 250 — Ш! >50 .500 — 600 280 — 350 >50 >18 СтЗ, 380 — 88 Ст4, 380 — 88 Ст5, 380 — 88 Сталь 1О, 1050 — 74 Сталь 12А Сталь 15, 1050 — 74 Сталь 20, 1050 — 74 Нормализация Нормализация В зависимости от вида заготовки !в=860 ..
° 880' С Г =860... 880' С, в го=!80... 220'С, вз !цв = 820... 860' С !а =820... 860' С, в !о = 180... 220' С,. вз !ц= 930... 950' С Ге=780... 800'С, В Го=180 .. 200' С !ц =930... 950' С !а=780... 800 С, в го = 200... 220' С Цнаметр автогонки. мм 380 †4 420 †5 500 †6 210 240 260 23 24 17 55 50 50 59 54 49 — 54 116 — 156 >152 170 ИΠ— 1 56 (С) 146 — 163 (С) 56 — 60 (П) 56 — 60 (П) Станины (сварные) оси валики; тяги, крышки, кожухи, маховички Оси, валики, втулки, зубчатые колеса, винты, болты, малонагруженные детали сложной формы Крепежные и другие мелкие детали Шпиндели Шпиндели, кулачки; направляющие скольжения, кулачки, втулки, упоры, пальцы Днаметр ааютовнн. мм ве Сталь.
ГОСТ Нрнмерм применения КСС, дж/сме нв 22 19 17 20 17 48 42 35 >40 38 !в=850'С, вз 52 19 143 — 1 79 <100 100 — 300 300 — 500 <100 100 — 300 Сталь 35, 1050 — 74 470 У ге=850'С, в !о=600' С. 195 210 ж!5 ж40 33 — 43 43 — 53 >22 <60 У ! =860'С, м 1,=540' С 28 — 34 Сталь 45, 1050 — 74 и сечения 51 — 58 1ое=830'С, в го=540'С ж30 ж!3 240 †2 Термическая обработка 1оа — — 820... 840' С, м !о=180...200'С !от=820...
840'С, в го = 180... 200' С ТВЧ; 1.=880... 920' С, в !о=200...220 С, в Механические свойства В зависимости от предварительной ТО В зависимости от предварительной ТО и сечения Продолжение табл. 373 Оси, маховички, шатуны, тяги, ручки Мелкие детали сложной формы Детали несложной конигурацни, работающие ударных нагрузок, повышенной износостойкости: фиксаторы, упоры, втулки Детали станков, требующие небольшого повышения поверхностной твердости Детали с высокой поверхностной твердостью, работающие при ударных нагрузках: шпиндели, зубчатые колеса, валы, кулачки, направляющие скольжения, тяги, шлицевые гайки Детали мелких и средних размеров неслож. Сталь 45Лч977 — 88 !в=820'С, в 4~=200...
220' С >! 100 >22 51 — 58 ь 1200 Сталь 50, 1050 — 74 51 — 57 (и) 200(С) и сечения Нормализация 750 400 65Г, 14959 — 79 1220 ш20 сеч. 1470 1О Не огра- ничен 59 — 63 (и) У8. 1435 — 90 и!87 (С) !ма=810..,830'С, в (о — — 180... 200'С ТВЧ: В =870...
910' С !о=200...220'С, в !э=800... 8!О'С, м Го =~ 340... 380' С ТВЧ: 1,=900'С, в Гь= 180... 220" С В зависимости от предварительной ТО Сталь высокоуглеродистая В зависимости от предварительной ТО и сечения ной конфигурации с повышенными прочиостными свойствами: шпоики, установочные винты, кольца Направляющие скольжения, малонагруженные зубчатые колеса, шлицевые валики, упорм, шпиндели, шлицевые ва- лы Детали, работающие на трение. шпиндели Шпиндели, зубчатые колеса, направляющие скольжения, валы, тяги Крупные шпиндели, зуб. чатые колеса, ходовые винты Силовые упругие элементы. пластины, пру жины, цанги Шпиндели в подшипниках скольжения, планки, направляющие скольжения, гладкие валики, ку. лачки Продолжение табл.
7З.З Мекаямческве своаства диаметр ааютоаки, мю Сталь, ГОСТ Термическая обработка Примеры ирямевеявя КСП. дм/смт НВ НИС МПа У10, 1435 †У1ОА, 1435 †Охлаждение с печью до 550 С„далее вз. <200 550 — 650 250 — 350 23 55— 65 У10 В зависимости от предварительной ТО и сечения ПР ни е чан и Я: 1. ОбозначениЯ: Ге, 1о. а, Ге, (ем 1в, Гц, гця — темпеРатУРа соответственно закалки, объемной закалки, отпУска, отжига, нормалнзапии, цементации, цианирования; У вЂ” улучшение; ТВЧ вЂ” закалка токами высокой частоты; ТΠ— термическая обработка; в, м, р-р, вз — охлаждающая среда соответствеиво: вода, масло, раствор, воздух; П вЂ” поверхностгб С вЂ” сердцевина. 2.
Модули упругости углеродистых сталей Е=(20...2,1) 1О' МПа, 0=8,1!О МПа. !от=750... 780'С, охлаждение с печью до 620 — 660'С, вы- держка 4 ч Го.а=770... 790 С, в или водный 5 — !ОЙ-вый р-р ХаС! го=200... 220' С Крупные ходовые винты прецизионных станкои (повышенная износостойкость в отожженном состоянии) Детали несложной формы с высокой поверхностной твердостью, без ударных нагрузок 13.4. Чугуны Сгруатура Чугун а' М з, м нв мегаллачесноа и, Мпа Прнмеры нрнмененнн аснааы Серый чугун (ГОСТ 14!2 — 85) СЧ 1О СЧ 12 СЧ 15 100 !20 150 143 — 229 163 — 229 Феррит Неответствеппые детали, крышки, кожухи Станины, направляющие сколь- жения (для крупных станков), корпуса коробок скоростей и подач Корпусные детали, зубчатые колеса малоответствепиых пе- редач Станины, направляющие сколь- жеиия, плавки ваправляющих качения при малых и средних нагрузках .Стаиииы с иаправляющими скольжения, направляющие ка- чеивя прп малых нагрузках, полые шпиндели Станины, зубчатые колеса СЧ 18 170 †2 СЧ 20 170-241 феррит и пер- лит 210 СЧ 21 170 — 241 То же 250 180 — 260 СЧ 25 Серый модифицированный чугун (ГОСТ 1412 — 85) 180 — 255 Перлит 197 — 2699» 107 — 2 85 СЧ 30 СЧ 32 СЧ 35 СЧ 40 300 320 350 400 Стапиаы; детали, работающие при высокях нагрузках или в тяжелых условиях взвешивания, зубчатые колеса, шпииде.
лп; СЧ 32 — кулачки при иебольшнх передаваемых нагруз- ках кому отжигу (около 660' С) — для снятия внутренних напряжений и стабилизации размеров; нормализации или закалке с отпуском — для повышения механических свойств и износостойкости. Для получения высокой твердости поверхности чугунных деталей (например, направляющих) их подвергают закалке с нагревом ТВЧ. В отдельных случаях для повышения износостойкости детали из перлитных чугунов подвергают азотированию.
Для упрочнения чугунных деталей, в частности станин, возможно использование лазерной закалки. Легированные серые чугуны содержат повышенное количество Сг, %, а также Мо. Выоокопрочные чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму, обладают большей, чем серые чугуны, прочностью и некоторой пластичностью. Для улучшения механических свойств отливки из высокопрочного чугуна в отдельных случаях подвергают терлгической обработке: закалке и отпуску Ори 600 †6' С вЂ” для повышения прочности; отжигу — для увеличенная пластичности. Основные марки, механические свойства и примеры применения чугунов в станках приведены в табл. 13.4. Продолжение табл !3.4 Стрткттрл Чтттв ов, М Пв Е М НВ мствллкчсскоа Пркмсрм орлмолслкк осколы Антифрикционный (легированный) чугун (ГОСТ 1585 — 85) 180 †2 Перлит с небольшим количеством фер. рита Феррит с небольшим количеством перли- та АЧС-1 Подшипники скольжения 160 — ! 96 АЧС-3 Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293 — 85) 140 †1 140 †2 Форрит с не- большим коли- чеством перли- та Перлит с не- большим коли- чеством фер- рита ВЧ 38 ВЧ 42 380 420 17 !2 Кулачки (при небольших нагрузках) ВЧ 60 600 Ковкий чугун (ГОСТ !215 — 79) Детали, работающие на удар: укояткн, рычаги и др.
етали, работающие в условиях изнашивания 110 — 163 150 †2 Феррит н перлит (1Π— Зус) Перлит и феррит (не более 20 "тв) 370 12 КЧ 37-!2 КЧ 45-7 450 Примечания: 1. Для деталей, работающих в условиях изнашивания, могут быть использованы высокопрочные антифрикционные чугуны АЧВ-1, АЧВ-2 и антифрикциониые ковкие чугуны АЧК-1. АЧК-2 (ГОСТ 1585 — 85). 2. Модули упругости серых чугунов Е (1.15...1,6) 10в МПа, 6=4,5.10в МПа; у ковких чугунов Е=1,55 10з МПа 13.3 Легированные стали Введение в состав стали легирующих элементов (хрома Х, никеля Н, марганца Г, кремния С, молибдена М, вольфрама В, титана Т, ванадия Ф, алюминия Ю, меди Д, ниобия Б, бора Р, кобальта К по ГОСТ 4543 †) повышает ее конструкционную прочность. Наибольшее применение имеют ниакоуглеродистые (цементуемые) и ореднеуглеродистые (улучшаемые) легированные стали (4, 51.
Низкоуглеродистые стали (0,1 — 0,3% С) используют также после закалки и низкого отпуска. При этом достигаются повышенные прочностные свойства в сочетании с хорошей пластичностью, вязкостью и малой чувствительностью к концентраторам напряжений. Среднеуглеродистые стали (0,3 — 0,5% С) приобретают высокие механические свойства после закалки и высокого отпуска (500— 650' С). Улучшение этих сталей в отличие от нормализации обеспечивает повышение предла текучести в сочетании с хорошей пластичностью и вязкостью, высокое сопротивление развитию трещин. В практике станкостроения находит применение закалка с охлаждением в расплаве солей (55% К50з и 45% г)а140з) с регулируемой скоростью охлаждения.
Это дает возможность изготовить массивные детали из низколегированных сталей, повысить их твердость и износостойкость. Скорость охлаждения можно регулировать изменением количества воды в расплаве солей. Этот способ закалки применяют также для деталей сложной конфигурации, изготовленных нз легированных высокоуглеродистых и цементуемых сталей 19]. Улучшаемые легированные стали применяют для деталей, работающих в условиях циклических и ударных нагрузок (валы, штоки, шатуны и др,). Марки наиболее часто применяемых легированных сталей, их термическая обработка, механические свойства и примеры применения приведены в табл. 13.5.
Кроме указанных в табл. 13.5 сталей начали применять новые стали повышенной обрабатываемости резанием с высокими механическими свойствами, мякролегпрованные кальцием 19, 10]: АЦ45, АЦ40Х, упрочняемые объемной термообработкой, применяемые для изготовления зубчатых колес и других деталей, которые работают в условиях повышенных усталостных напряжений при более высоком уровне прочности; АЦЗОХЗМФ, упрочняемая азотированием; АЦ20Х и АЦ18ХГТ, упрочняемые цементацней (АЦ18ХГТ может также подвергаться азотированию) . Разработанная в ЭНИМСе безмолнбденовая азотируемая сталь 35Х2ГЮФ (850 НУ и более) заменяет остродефицитную сталь 38Х2МЮА и применяется для изготовления шпинделей, пинолей, втулок, ходовых винтов, направляющих скольжения и других деталей станков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
