АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Высокопрочные стали

В лучших низко- и среднеуглеродистых сталях после типичной для них термической обработки прочность, оцениваемая временным сопротивлением, ограничивается значениями ниже 1500 МПа. При σ_в ≥ 1500 МПа эти стали имеют высокую чувствительность к концентраторам напряжений и эксплуатационно
ненадежны.

Развитие техники, стремление к созданию машин наименьшей массы требуют применения высокопрочных сталей, имеющих σ_в > 1500 МПа. Для пред-упреждения хрупкого разрушения таким сталям необходим определенный запас вязкости (KCU не менее 0,2 МДж/м²). Кроме того, расчет рабочих напряжений в деталях из этих сталей необходимо вести не только по значению σ_0,2, но и по предельно допустимому размеру дефекта с использованием критерия K _{1 C}. При использовании высокопрочных сталей важно также соблюдение определенных требований к конструированию деталей и технологии обработки их поверхности. При проектировании необходимо избегать конструктивных концентраторов напряжений, а при изготовлении не допускать на поверхности глубоких рисок, царапин, обеспечивать минимальную ее шероховатость.

Высокопрочное состояние в сочетании с достаточно высоким сопротивлением хрупкому разрушению может быть получено при использовании: среднеуглеродистых комплексно-легированных сталей после низкого отпуска или термомеханической обработки; мартенситно-стареющих сталей; метастабильных аустенитных сталей.

· Среднеуглеродистые комплексно-легированные низко отпущенные стали. После закалки и низкого отпуска уровень прочности стали определяется содержанием углерода и практически не зависит от присутствия легирующих элементов. Увеличение содержания углерода до 0,4 % повышает временное сопротивление до 2400 МПа, но углеродистая сталь имеет полностью хрупкое разрушение. Необходимый запас вязкости при такой или несколько меньшей прочности достигается совокупностью мероприятий, главные из которых направлены на подбор рационального состава стали, получение мелкого зерна, обязательного для высокопрочного состояния, повышение металлургического качества металла.

Повышение вязкости достигается, прежде всего, легированием никелем (1,5 – 3%). Чем больше его количество, тем ниже порог хладноломкости и больше допустимый уровень прочности. Вместе с ним вводят небольшое количество кремния, молибдена, вольфрама, ванадия. Эти элементы, затрудняя разупрочнение мартенсита при отпуске, позволяют несколько повысить температуру отпуска и тем самым полнее снять закалочные напряжения. Карбидообразующие элементы необходимы также для получения мелкого зерна. Хром и марганец вводят для обеспечения нужной прокаливаемости.

К распространенным высокопрочным сталям относятся 30ХГСНА, 40ХГСНЗВА, 40ХН2СМА, 30Х2ГСН2ВМ, 30Х5МСФА. Характерные механические свойства двух сталей, определенные на образцах с трещиной (значения приведены в скобках) и без нее, приведены в табл. 16.9.

Таблица 16.9

Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 780 | Нарушение авторских прав