Термомеханическая обработка стали 50ХФА » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Термомеханическая обработка стали 50ХФА

10.06.2021

Свойства стали 50ХФА, широко применяющейся для изготовления разнообразных пружин, изучались после применения термомеханической обработки по технологическим схемам ВТМО и ПТМО. Первое исследование ВТМО стали 50ХФА было выполнено М.Л. Бернштейном и И. Марко. Авторы изучали ВТМО при использовании деформации штамповкой и показали, что этот способ упрочнения позволяет существенно, повысить комплекс механических свойств стали 50ХФА. Оптимальный режим ВТМО стали 50ХФА: температура нагрева 900° С, деформация штамповкой за два удара с суммарным обжатием 60—90%, охлаждение в масле, отпуск при 200° С, 2 ч. После этой обработки ов = 2250 Мн/м2 (230 кГ/мм2), от = 1960 Мн/м2 (200 кГ/мм2), опц = 1620 Мн/м2 (165 кГ/мм2), b = 6% и w = 30% и ан = 340 кдж/м2 (3,5 кГ*м/см2). При равной пластичности сталь 50ХФА после ВТМО обладает пределом прочности на 150— 200 Мн/м2 (15—20 кГ/мм2) и пределом текучести на 245—295 Мн/м2 (25—30 кГ/мм2) большими, чем после обычной закалки и отпуска. Предел выносливости в результате ВТМО также возрастает примерно на 10%, а ограниченная долговечность увеличивается в 5—8 раз.

ВТМО в условиях волочения стали 50ХФА была изучена В.И. Щербаковым и О.И. Шавриным. ВТМО выполняли на специальной установке с нагревом заготовок т. в. ч. до температуры 920° С, волочение проводили со скоростью 3,8 м/мин при оптимальной степени деформации 20% с последующим охлаждением в глицерине и отпуском при 240° С. Однако ВТМО в этих условиях не улучшила свойств стали. Правда, после отпуска при 300° С прочность стали 50ХФА после ВТМО оказалась выше [ов = 1970 Мн/м2 (201 кГ/мм2), от = 1900 Мн/м2 (194 кГ/мм2) b = 5,4; w = 29,7%] при почти равной пластичности по сравнению с получаемыми после обычной закалки и отпуска при 300° С [ов = 1810 Мн/м2 (185 кГ/мм2), от = 1670 Мн/м2 (170 кГ/мм2), b = 6% и w = 35%]. Однако после ВТМО в указанных выше условиях промежуточного отпуска при 650° С, повторной закалки при 860° С, 2 мин с охлаждением в масле и отпуске при 240° С, комплекс механических свойств оказался еще выше как по прочности, так и по пластичности [ов = 2150 Мн/м2 (219 кГ/мм2), от = 1900 Мн/м2 (194 кГ/мм2), b = 7% и w = 40%] по сравнению с достигнутым после «прямой» ВТМО и отпуска при 240° С или обычной закалки и того же отпуска.

ВТМО стали 50ХФА с применением деформации прокаткой также обеспечивает улучшение комплекса механических свойств. Так, после ВТМО по режиму: температура нагрева 880° С, степень деформации 32%, охлаждение в масле и отпуск при 200° С ов = 2180-2330 Мн/м2 (222—238 кГ/мм2) и w = 12—28%, что находится в общем на уровне свойств, достигаемых после применения других описанных выше способов деформации при выполнении ВТМО.

Эффективным методом упрочнения пружинной проволоки из стали 50ХФА является процесс типа ПТМО, предложенный Н.И. Поповым и заключающийся в предварительном патентировании на нижний бейнит (температура превращения 420° С), холодной деформации с обжатием — 80 %, скоростном электроконтактном нагреве (50 град/сек) до температуры 900° С с охлаждением сначала в свинцовой ванне второго контакта (температура 320° С), а затем в масле. В случае такой исходной структуры и скоростного нагрева до температуры закалки происходит быстрое растворение карбидов с образованием сегрегаций, что способствует более полному наследованию субструктуры, созданной предшествующей деформацией. Таким образом наследование субструктуры и степень растворения карбидов взаимосвязаны между собой. После дополнительного отпуска при 200° С сталь 50ХФА обладает следующими механическими свойствами: ов = 2350 Мн/м2 (240 кГ/мм2) и w = 42-44%, тогда как предел прочности после обычной закалки (без предварительной деформации) равен 2060 Мн/м2 (210 кГ/мм2). На стали 67Х05Ф, предложенной Н.И. Поповым взамен 50ХФА с целью ускорения промежуточного превращения аустенита в нижний бейнит в процессе предварительного патентирования, после ПТМО по указанному выше режиму и скоростного отпуска при 470—500° С, 30 сек на проволоке диаметром 1,4 мм достигаются следующие механические свойства: ов = 1730-1830 Мн/м2 (177-188 кГ/мм2), w = 50-52%, число гибов 12—13, число скручиваний 18—20, что выше требований ГОСТ 1071—41.

Таким образом, метод ПТМО представляется весьма эффективным для упрочнения пружинной проволоки.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: