Состав, структура и свойства патентированной структурной стали » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Состав, структура и свойства патентированной структурной стали

10.06.2021

Величина упрочнения, достигаемого в результате деформационного наклепа, зависит от состава стали, технологии предварительной термической обработки, условий деформации и, наконец, окончательной термической обработки.

Для получения высокопрочной проволоки (обычно диаметром до 5 мм) из патентированной стали содержание углерода в ней должно быть в пределах 0,45—0,90%. Так, наиболее прочную проволоку I класса изготовляют из сталей У7А—У8А, проволоку II класса, обладающую повышенной прочностью, — из стали 65Г, а III класса — из стали 45.

Проволоку I и II класса используют главным образом для изготовления винтовых цилиндрических пружин сжатия и растяжения одножильных или многожильных, работающих в условиях статического или циклического нагружения. Из проволоки III класса вследствие ее пониженной прочности сравнительно редко изготовляют пружины, а если и изготовляют, то слабонагружаемые.

Чем выше содержание углерода в стали, тем выше прочность после патентирования и последующей холодной пластической деформации; пластичность в этом случае снижается лишь в очень слабой степени.

К.Д. Потемкин, показал, что при повышении содержания углерода от 0,9 до 1,2% предел прочности при равном обжатии (~94%) возрастает от 2670 Мн/м2 (272 кГ/мм2) до до 2974 Мн/м2 (303,5 кГ/мм2) при практически неизменных характеристиках пластичности и вязкости. Именно на стали с высоким содержанием углерода — 1,2% при волочении с высокой степенью обжатия удалось получить предел прочности около 5000 Мн/м2 (500 кГ/мм2).

Легированные пружинные стали сравнительно редко подвергают упрочнению путем патентирования и последующей холодной пластической деформации из-за трудностей выполнения этих операций. Прежде всего продолжительность патентирования возрастает вследствие замедления процесса превращения переохлажденного аустенита в области перлитного интервала и возможности образования при охлаждении из нераспавшегося аустенита бейнита или даже мартенсита. Неоднородность получаемой таким образом структуры при пониженной пластичности некоторых структурных составляющих (в частности, мартенсита) ухудшает деформируемость стали. Это ухудшение может быть также результатом легирования твердого раствора. Поэтому в процессе волочения не удается достичь таких же высоких степеней обжатия, как в случае углеродистой стали и получения соответственно высокого деформационного упрочнения. Кроме того, еще недостаточно изучен вопрос о рациональном легировании пружинной стали, подвергаемой патентированию и последующему деформационному упрочнению. В частности, систематически не изучалось влияние легирующих элементов на основные свойства пружинной стали — предел упругости и релаксационную стойкость.

Введение некоторых легирующих элементов, в частности, марганца все же целесообразно, поскольку в присутствии 0,8—1 % Mn, во-первых, устраняется возможность образования грубодифференцированных структур в процессе охлаждения проволоки от температуры аустенитизации до температур перлитного превращения, во-вторых, измельчается субструктура и повышается предел упругости. В то же время надежно не установлена целесообразность введения кремния. В работах отмечается благоприятное влияние титана и ванадия, а в работах — повышение релаксационной стойкости, особенно при повышенной температуре, в результате введения кремния, марганца и кобальта. Несомненный интерес представляет добавка в сталь кобальта, поскольку при этом повышается дисперсность феррито-карбидной структуры, образующейся при патентировании и, что весьма важно, ускоряется эвтектоидное превращение.

Как показано в работе, в результате введения 2—4% Co в стали с 0,7—0,8% С возрастает упрочнение в результате патентирования и последующей холодной пластической деформации. Этот прирост предела прочности при равной пластичности составляет 380—480 Мн/м2 (40—50 кГ/мм2). Совместное легирование стали кобальтом и кремнием (70К2С) или кобальтом и марганцем (70К4Г), по данным, позволяет при равной прочности со сталью, легированной только кобальтом (70К4), повысить пластичность после патентирования.

В настоящее время в промышленности применяются легированные стали двух марок: 70С2ХА и 65Г Разработана технология изготовления патентированной проволоки и ленты из сталей ЭИ722 (70СЗХМВА) и 50ХФА, обладающих повышенной устойчивостью против отпуска и релаксационной стойкостью (особенно 70СЗХМВА) при нормальной температуре и при нагреве.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: