Вплив цементації та загартування СВЧ на характеристики дифузійного шару сталі 25ХГТ
DOI:
https://doi.org/10.32782/2225-6733.43.2021.4Ключові слова:
хіміко-термічна обробка, цементація, дифузійний шар, структура, залишковий аустеніт, твердість, зносостійкістьАнотація
У цій статті виконано дослідження структури та властивостей навуглецьованих покриттів на сталі 25ХГТ, отриманих методами поверхневого зміцнення, а саме – газовою цементацією, загартуванням СВЧ від температур 800-1000ºС та відпуском при 200ºС. Вивчено особливості структури дифузійного шару, показано, що при всіх варіантах термічного зміцнення мікроструктура сталі 25ХГТ є сумішшю мартенситу, залишкового аустеніту і карбідів (М+Азал.+К). З підвищенням температури загартування в поверхневому шарі безструктурний мартенсит замінюється голчастим мартенситом. Максимальна кількість залишкового аустеніту (≈40%) спостерігається при температурах загартування 800 і 1000°С; структура серцевини – маловуглецевий мартенсит. Встановлено, що оптимальні властивості: мікротвердість поверхні HV=870 МПа та коефіцієнт відносної зносостійкості ε = 1,5 – отримані загартуванням СВЧ від 1000ºС і, можливо, обумовлені подальшим деформаційним перетворенням залишкового аустеніту на мартенсит. Випробування на твердість та знос представлені у графічній формі, обговорені результати та зроблені висновки. Рівнянням Фіка за допомогою функції помилок erf(x) визначено розрахункову концентрацію вуглецю по глибині шару сталі 25ХГТ після цементації в інтервалі 820-960°С. Моделюванням газової цементації в умовах машинобудівного підприємства «МАГМА», Маріуполь: t = 950°С, τ = 12 годин, на поверхні дифузійного шару розрахункова концентрація вуглецю сягає 1,2%, дорівнює вихідній концентрації 0,25% на глибині ХП =1,75 мм. При цементації зазвичай контролюють ефективну товщину шару при 0,45% С (HRC50) – ХЕ =1,25 мм. Збільшення ХЕ підвищує міцність, контактну витривалість шестерень і термін служби трансмісійної системи в цілому, навпроти, занадто велика глибина навуглецювання може призвести до зниження міцності зачеплення зубчастих передач внаслідок різної величини ХЕ зовнішньої та внутрішньої шестерень, зростання складності технологічного циклу. Розраховані параметри ХП і ХЕ корелюють з експериментальними кривими залежності мікротвердості сталі 25ХГТ від глибини шару
Посилання
Малинов Л.С. Экономнолегированные сплавы с мартенситными превращениями и упрочняющие технологии : монография / Л.С. Малинов, В.Л. Малинов; Харьковский физико-технический ин-т. – Харьков : ННЦ ХФТИ, 2007. – 346 с.
Чейлях А.П. Экономнолегированные метастабильные сплавы и упрочняющие технологии : монография / А.П. Чейлях; Приазовский государственный технический университет. – Мариуполь : ПГТУ, 2009. – 483 с.
Influence of carbon in the phase-structural composition of carburized 18CrMnTi steel / O.P. Cheiliakh, N.E. Karavaieva, M.A. Ryabikina, J. Mikula // Innovative, cost effective and eco-friendly fibre-based materials for construction industry. – 2015. – Pp. 131-140.
Лыгденов Б. Д. Фазовые превращения в сталях с градиентными структурами, полученными химико-термической и химико-термоциклической обработкой: дис. … канд. техн. наук: 01.04.07 / Ладыгенов Бурьял Дондокович. – Новокузнецк, 2004. – 226 с.
Мак-Мак Н.Є. Створення метастабільних станів та зміцнення конструкційних сталей способами термічної та хіміко-термічної обробки: дис. … канд. техн. наук: 05.16.01 / Мак-Мак Наталя Євгенівна. – Маріуполь, 2019. – 235 с.
Фізико-математичне моделювання процесу формування градієнтних метастабільних модифікацій навуглецьованих шарів конструкційних сталей / О.П. Чейлях, Н.Є. Мак-Мак, М.А. Рябікіна, К. Шимідзу // Металофізика і новітні технології. – 2021. – Вип. 43, № 5. – С. 629-653. – Режим доступу: https://doi.org/10.15407/mfint.43.05.0629.
Счастливцев В.М. Остаточный аустенит в легированных сталях / В.М. Счастливцев, Ю.В. Калетина, Е.А. Фокина. – Екатеринбург, 2014. – 236 с.
Иванов А.С. Особенности формирования структуры науглероженного слоя в процессе цементации низкоуглеродистой мартенситной стали 12Х2Г2НМФТ / А.С. Иванов, С.А. Коковякина, Е.Н. Козлова // Физика металлов и металловедение. – 2009. – Т. 107, № 5. – С. 1-8.
Иванов А.С. Структура и свойства науглероженных покрытий с ревертированным аустенитом на низкоуглеродистых мартенситных сталях / А.С. Иванов, С.А. Коковякина, А.С. Перцев // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2010. – № 11. – С. 51-56.
Сагарадзе В.С. Повышение надежности цементуемых деталей / В.С. Сагарадзе. – М. : Машиностроение, 1975. – 216 с.
Кальнер В.Д. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей: справочник / В.Д. Кальнер. – М. : Машиностроение, 1984. – 384 с.
Goldstein J.I. Diffusion Modeling of the Carburization Process / J.I. Goldstein, A.E. Moren // Metallurgical Transactions A. – 1978. – Vol. 9A, no. 11. – Pp. 1515-1525.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).
Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
