Цементуємі й поліпшені стали Цементуємі стали.

 

Використовуються для виготовлення деталей, що працюють на зношування й піддаються дію змінних і ударних навантажень. Деталі повинні сполучити високу поверхневу міцність і твердість і достатню в'язкість серцевини.

Цементації піддаються низьковуглецеві стали зі змістом вуглецю до 0,25%, що дозволяє одержати грузлу серцевину. Для деталей, що працюють із більшими навантаженнями, застосовуються сталі з підвищеним змістом вуглецю (до 0,35 %).

З підвищенням змісту вуглецю міцність серцевини збільшується, а в'язкість знижується. Деталі піддаються ціануванню й нітроцементації.

Цементуемі вуглецеві стали 15,20,25 використовуються для виготовлення деталей невеликого розміру, що працюють в умовах зношування при малих навантаженнях (втулки, валики, осі, шпильки й ін.). Твердість на поверхні становить 60...64 HRC, серцевина залишається м'якої.

Цементуємі леговані сталі застосовують для більших і важконавантажених деталей, у яких необхідно мати, крім високої твердості поверхні, досить міцну серцевину (кулачкові муфти, поршні, пальці, втулки).

Хромисті сталі 15Х, 20Х використовуються для виготовлення невеликих виробів простої форми, цементуємих на глибину h =1...1,5 мм. При загартуванні з охолодженням у маслі, виконуваної після цементації, серцевина має бейнитну будову. Внаслідок цього хромисті сталі мають більше високими міцностними властивості при трохи меншій пластичності в серцевині й більшій міцності в цементованому шарі.

Додаткове легування хромистих сталей ванадієм (сталь 15ХФ), сприяє одержанню більше дрібного зерна, що поліпшує пластичність і в'язкість.

Нікель збільшує глибину цементованого шару, перешкоджає росту зерна й утворенню грубої цементитної сітки, впливає на властивості серцевини. Хромонікелеві сталі 20ХН, 12ХН3А застосовують для виготовлення деталей середніх і більших розмірів, що працюють на зношування при більших навантаженнях (зубчасті колеса, шліцьові вали). Одночасне легування хромом і нікелем, що розчиняється у фериті, збільшує міцність, пластичність і в'язкість серцевини й цементованого шару. Стали мало чутливі до перегріву. Більша стійкість переохолодженого аустеніту в області перлітного й проміжного перетворень забезпечує високу прокаливаемість хромонікелевих сталей і дозволяє проводити загартування великих деталей з охолодженням у маслі й на повітрі.

Стали, додатково леговані вольфрамом або молібденом (18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА), застосовують для виготовлення великих важконавантажені деталей. Ці сталі є кращими конструкційними сталями, але дефіцитність нікелю обмежує їхнє застосування.

Хромомарганцеві сталі застосовують замість дорогих хромонікелевих, однак ці сталі менш стійкі до перегріву й мають меншу в'язкість. Введення невеликої кількості титану (0,06...0,12 %) зменшує схильність сталі до перегріву (стали 18ХГТ, 30ХГТ).

З метою підвищення міцності застосовують легування бором (0,001...0,005 %) 20ХГР, але бор сприяє росту зерна при нагріванні.

 

Сталі, що поліпшуються.

 

Сталі, що піддаються термічному поліпшенню, широко застосовують для виготовлення різних деталей, що працюють у складних напружених умовах (при дії різноманітних навантажень, у тому числі змінних і динамічних). Стали здобувають структуру сорбіту, добре сприймаючого ударного навантаження. Важливе значення має опір тендітному руйнуванню.

Поліпшенню піддаються средньовуглецеві сталі зі змістом вуглецю 0,30...0,50 %.

Що поліпшуються вуглецеві сталі 35, 40, 45 дешеві, з них виготовляють деталі, що випробовують невеликі напруги (сталь 35), і деталі, що вимагають підвищеної міцності (стали 40, 45). Але термічне поліпшення цих сталей забезпечує високий комплекс механічних властивостей тільки в деталях невеликого перетину, тому що стали мають низку прокалюваємість. Стали цієї групи можна використовувати й у нормалізованому стані.

Деталі, що вимагають високої поверхневої твердості при грузлій серцевині (зубчасті колеса, вали, осі, втулки), піддаються поверхневому загартуванню струмами високої частоти. Для зняття напруг проводять низьку відпустку.