Hb  241 после отпуска при 600 с.

Сталь 40ХH – сталь перлитного класса до термообработки имеет структуру Феррит (Ф) + Перлит (П). В стали 40XH после полной закалки в воде и высокого отпуска при 600C образуется структура сорбита отпуска.

1) Закалка:

При нагреве до температуры 735 °C структура сплава остается постоянной – перлит. Как только пройдена точка А_с1 на границах зерен перлита начинает зарождаться аустенит. В нашем случае мы имеем полную закалку, т.к. температура превышает А_с3 , то весь перлит переходит в аустенит. Образование зерен аустенита происходит с большей скоростью, чем растворение цементита перлита, поэтому необходима выдержка стали при температуре закалки для полного растворения цементита и получения гомогенного аустенита. Таким образом, нагрев до 810 °C мы получили однофазную структуру - аустенит, при этом при повышении температуры после 768 °C зерно растет.

Для получения мартенситной структуры необходимо переохладить аустенит до температуры мартенситного превращения, следовательно, скорость охлаждения должна превышать критическую. Такое охлаждение наиболее просто осуществляется погружением закаливаемой детали в жидкую среду (вода или масло), имеющую температуру 20 — 25 °C. В результате такой обработки получается мартенсит, с некоторым количеством (3 — 5%) остаточного аустенита.

2) Отпуск:

Для придания стали требуемых эксплуатационных свойств, после закалки всегда проводят отпуск. При отпуске снижается уровень напряженного состояния. При высоких нагревах в углеродистых сталях происходят изменения структуры, не связанные с фазовыми превращениями: изменяются форма, размер карбидов и структура феррита. Происходит коагуляция: кристаллы цементита укрупняются и приближаются к сферической форме. Изменения структуры феррита обнаруживаются, начиная с температуры 400 °C: уменьшается плотность дислокаций, устраняются границы между пластинчатыми кристаллами феррита (их форма приближается к равноосной). Снимается фазовый наклеп, возникший при мартенситном превращении. Ферритно-карбидную смесь, которая образуется после такого отпуска, называют сорбитом отпуска.

2.2. Способы дополнительного повышения конструкционной прочности шестерни, изготовленной из стали 40хн.

1) Повышение чистоты стали — удаление вредных примесей, таких как сера, фосфор, кислород, водород, азот. Удаляют их из металла с помощью переплава. При равной прочности чистый металл обладает более высоким сопротивлением вязкому разрушению и более низким порогом хладоломкости. 2) Различные технологические методы поверхностного упрочнения: закалка током высокой частоты (ТВЧ) — закалка поверхности шестерни; химико-термическая обработка — азотирование, цементация(насыщение поверхности углеродом); поверхностные пластические деформирования — обдувка, обкатка роликами). Эти методы повысят износостойкость и циклическую прочность детали. 3) Конструкционные методы, предусматривающие обеспечение равнопрочности высоконапряженных деталей. При их проектировании избегают резких перепадов жесткости, глубоких канавок и других конструкционных надрезов.