/
Текст
<-Г И. С. КАМЕНИЧНЫИ
ТЕРМИСТА
М А Ш Г И 3
И. С. КАМЕНИЧНЫЙ
КРАТКИЙ СПРАВОЧНИК
ТЕРМИСТА
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ДОПОЛНЕННОЕ И ИСПРАВЛЕННОЕ
МАШГИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 1959 Киев
В справочнике даны необходимые сведения о
режимах термической обработки и составах ста-
ли, чугуна, сплавов цветных и легких металлов,
описаны технологические процессы термической
обработки инструмента, деталей станков, автомо-
билей и сельскохозяйственных машин, изготов-
ления сварного инструмента, а также приведены
краткие данные о режимах ковки стали и цвет-
ных металлов.
Справочник предназначается для рабочих и
бригадиров термических цехов.
Одобрено секцией металловедения и термической обработки
Киевского областного НТО Машпрома
ЮЖНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ МАШГИЗА
Главный редактор инж. В. К. Сердюк
ПОСВЯЩАЕТСЯ СВЕТЛОЙ ПАМЯТИ
м. С. КАМЕНИЧНОГО
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Во втором издании краткого справочника термиста учтены все
изменения в составах марок черных и цветных металлов, происшед-
шие с 1953 года, значительно расширен раздел технологии терми-*
ческой обработки с включением в него сведений по светлой закал-*
ке, поверхностной закалке, обработке паром и т. п<
Учитывая пожелания читателей, в справочник помещены необ-*
ходим ые сведения для изготовления сварного инструмента, а так-*
же приведены режимы ковки черных и цветных металлов,
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
Успехи отечественного машиностроения, создающего caNfke со«
вершенные современные машины и механизмы, облегчающие труд
рабочих, неразрывно связаны с развитием термической обработки
металлов.
В данном справочнике преследуется цель дать рабочим термине-*
с них цехов практическое пособие, в котором можно было бы найти
ответы на вопросы, возникающие в производстве.
В справочнике описаны режимы термической обработки сплавов,
технологические процессы термической обработки инструмента, де-
талей станков, автомобилей и сельскохозяйственных машин.
Кроме технологических вопросов, в справочнике кратко освеще-*
ны следующие вопросы: роль русских и советских ученых в разви-*
тии металловедения и термической обработки металлов; контроль
качества металлов до и после термической обработки; процессы тер-
мической и химико-термической обработки стали; процессы термиче-
ской обработки чугуна, цветных металлов и сплавов, некоторые во-
просы техники безопасности.
РОЛЬ РУССКИХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИИ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ
И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
Неизмеримо велика роль русских ученых в создании и развитии
науки о металлах и их термической обработке.. Русские ученые
прошлого столетия П£ П, Аносов и Д. К. Чернов явились основопо-
ложниками создания современного металловедения. Большой вклад
в дело дальнейшего развития этой науки внесли русские ученые
как до революции, так и в годы советской власти.
Остановимся вкратце на основных работах русских ученых-ме-
талловедов.
Аносов Павел Петрович (1797—1851) разработал способ приго-
товления качественной литой стали, открыл секрет изготовления
булатных клинков высшего качества, первый в мире применил для
изучения структуры металла микроскоп, указал на возможность це-
ментации стали газом.
Чернов Дмитрий Константинович (1839—1921)—крупный уче-
ный, создавший славную школу русских металловедов, является
основоположником теории процессов превращений в стали, происхо-
дящих при нагревании и охлаждении. Не имея в то время прибо-
ров для измерения температуры, на основе тщательных наблюдений
за поведением стали при нагреве и охлаждении Д. К. Чернов ука-
зал на наличие температурных точек, при переходе через которые
сталь изменяет свою структуру и приобретает способность закали-
ваться. В настоящее время эти точки называются критическими точ-
ками Ai и Аз.
Д. К. Чернов сформулировал теорию кристаллизации стали, дал
перечень пороков стальных слитков и указал меры борьбы с ними.
Изотермическая закалка стали впервые была применена Д. К. Чер-
новым при обработке бронебойных снарядов, что повело к резкому
улучшению их свойств.
Авторитет Д. К. Чернова как ученого-металловеда был признан
всеми видными металлургами мира; так, например, известный ме-
таллург Г.- М. Хоу называл Д. К. Чернова отцом металлографии.
В дореволюционный период известны своими работами:
проф.. А. А. Ржешотарский (1847—1904) в области микроскопиче-
ского исследования стали и чугуна, проф. Н. В. Калакутский
(1831—1889) в области исследования внутренних напряжений в чу-
гуне и стали, инж. Н. И. Беляев (1877—1920) в области учения о
микростроении стали, акад. Н. П. Чижевский в области изучения
влияния азота на свойства стали.
Курнаков Николай Семенович (1861—1941) посвятил значитель-
ную часть своей научной деятельности вопросам теории сплавов.
Он ввел в практику изучения природы металлов методы исследования
электропроводности, твердости и других свойств, чем значительно
усовершенствовал методику изучения природы металла.
Н. С. Курнаков разработал большое число диаграмм состояния
металлических сплавов, которые стали незаменимым пособием при
изучении металлов и сплавов. Он является создателем отечествен-
ной школы специалистов по физико-химическому анализу металлов
и сплавов.
Байков Александр Александрович (1870—1946) выполнил ряд
весьма важных научных исследований в области изучения медных
сплавов, построил диаграмму равновесия системы сплавов медь —
сурьма, первый в истории металловедения установил, что явление
закаливаемости присуще не только стали, но и сплавам цветных
металлов.
А. А. Байков первый выявил зернистую структуру аустенита,
применив для этой цели травление шлифов при высоких температу-
рах. Большую работу провел акад. А. А. Байков по исследованию
керченского металла, низколегированных сталей; он также принимал
участие в проектировании крупнейших заводов нашей промышлен-
ности.
Выдающийся педагог и лектор А. А. Байков подготовил для про-
мышленности целое поколение инженеров-металловедов и метал-
лургов.
Бабошин Александр Львович (1872—1932) —замечательный пе-
дагог. По созданному им учебнику «Металлография и термическая
обработка железа, стали и чугуна», явившемуся первым система-
тическим учебником по металловедению, учились многие поколения
русских инженеров.
Много и плодотворно работал А. Л. Бабошин в области исследо-
вания свойств и термической обработки металла для железнодорож-
ного транспорта и опубликовал, в связи с этим, ряд ценных работ.
Бочвар Анатолий Михайлович (1870—1947) значительную часть
своей трудовой деятельности посвятил педагогической работе. В ре-
зультате крупных исследований в области антифрикционных спла-
вов им разработаны четыре марки подшипниковых сплавов, вошед-
шие в действующий ныне стандарт.
Минкевич Николай Анатольевич (1883—1942) в своей научной
деятельности был тесно связан с промышленностью. Значительное
количество выпущенных им книг было настольным пособием инже-
неров-производственников. Н. А. Минкевич провел ряд исследова-
ний по изысканию заменителей быстрорежущих сталей, изучению
их структуры, поведения при термической обработке и т. п. Зна-
чительное количество исследований он посвятил химико-термиче-
ской обработке. Благодаря этим работам прочно вошли в промыш-
ленность процессы азотирования стали, газовая цементация и др.
Капитальный труд Н. А. Минкевича «Печи и оборудование тер-
мических цехов» был в свое время единственным пособием при
проектировании и постройке термических цехов. Будучи заведую-
щим кафедрами металловедения двух московских институтов и от-
давая много времени педагогической работе, он воспитал значитель-
ное количество специалистов металловедов-термистов.
Штейнберг Сергей Самойлович (1872—1940) возглавлял школу
металловедов Урала. Наиболее важными работами этой школы яви-
лись исследования, посвященные теории закалки и влияния величины
зерна на поведение стали при нагреве и ковке. На основе этих
исследований были разработаны новые способы и рациональные ре-
жимы термической обработки стали.
Талантливый педагог С. С$ Штейнберг опубликовал оригиналь-
ный курс металловедения, известный всем советским металловедам.
Крупные исследования в области теоретического металловедения,
кристаллизации стальных слитков, исследования специальных ста-
лей и другие работы проводил акад. Николай Тимофеевич Гудцов
(1885—1957). Акад. Георгию Вячеславовичу Курдюмову научный
мир обязан решением проблемы природы мартенсита и замечатель-
ными исследованиями механизма и кинетики мартенситного превра-
щения. Им и его школой также изучены вопросы превращений при
отпуске стали и явления отпускной хрупкости.
В области металловедения цветных маталлов и сплавов ряд глу-
боких исследований провел и проводит акад. Андрей Анатольевич
Бочвцр,
Много и плодотворно в области металловедения и в деле усовер-
шенствования процессов термической обработки работают: действи-
тельный член Академии наук УССР проф. В. Н. Свечников, члены-кор-
респонденты Академии наук УССР профессора В. Н. Гриднев и
К. Ф. Стародубов, профессора А. П. Гуляев, К. П. Бунин, В. Д. Са-
довский и др.
Этот краткий обзор показывает, как велика роль наших ученых
в области науки о металлах.
Глава 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1. Механические величины
Термины
Деформация
Упругая деформа-
ция
Остаточная дефор-
мация
Прочность
Упругость
Пластичность
Хрупкость
Ударная вязкость
Твердость
Усталость
Выносливость
Ползучесть
Изнашивание
Износостойкость
Наклеп
Определения
Изменение формы или размеров тела без изме-
нения массы
Деформация тела, возникающая в результате
приложения силы и исчезающая после устра-
нения этой силы
Часть деформации, не исчезающая после устра-
нения приложенной силы
Свойство материала воспринимать напряже-
ния не разрушаясь
Свойство материала возвращаться к своей пер-
воначальной форме после снятия нагрузки
Свойство материала не разрушаться при значи-
тельных остаточных деформациях
Свойство материала разрушаться без заметной
пластической деформации
Работа, затраченная на разрушение образца
Свойство материала сопротивляться вдавлива-
нию в него какого-либо тела
Процесс возникновения и развития трещины в
материале под действием большого числа
повторно-переменных нагрузок
Свойство материала сопротивляться разруше-
нию от усталости
Свойство металла медленно и непрерывно пла-
стически деформироваться при постоянной
нагрузке, особенно при высоких температурах
Процесс постепенного уменьшения размеров
детали, происходящий при трении
Свойство материала, оказывать сопротивление
изнашиванию
Изменения свойств и структуры металла, выз-
ванные деформацией
Термины
Предел пропорцио-
нальности
ар в кг]млР
Предел упругости
ае в кг]мм2
Предел текучести
os в кг] мм2
Предел прочности
при растяжении
ав в кг]мм2
Относительное
удлинение Ь в %
Относительное су-
жение ф в %
Удельная ударная
вязкость ак
в кгм]см2
Предел выносливо-
сти awB кг]мм2
Предел ползучести
в кг]мм2
Термины
Калория
Килокалория
Теплоемкость С
в кал/град
Удельная теплоем-
кость с
в кал] г-град
Теплопроводность
Определения
Наибольшее напряжение, до которого дефор-
мация растет пропорционально приложеннсй
нагрузке
Напряжение, при котором остаточное удлинение
получается весьма малым (до 0,02%)
Наименьшее напряжение, при котором образец
деформируется без заметного увеличения на-
грузки
Напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке,
предшествовавшей разрушению образца
Отношение приращения длины образца при растя-
жении к его исходной расчетной длине
Отношение уменьшения площади поперечного
сечения в месте разрыва образца к исходной
площади его поперечного сечения
Работа, затраченная на излом образца, отнесен-
ная к поперечному сечению образца в месте
излома
Наибольшее напряжение, которое выдерживает
металл не разрушаясь от усталости
Наибольшее напряжение, при котором скорость
или деформация ползучести за определенный
промежуток времени не превышает величины,
установленной техническими условиями
2. Тепловые величины
Определения
Количество тепла, необходимое для нагревания 1 г
воды на 1°С
Количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг
воды на 1°С
Количество тепла необходимое для нагревания
вещества на 1°С
Количество тепла, необходимое для нагревания 1 г
вещества на 1°G
Способность тела к передаче тепла от одной
части к другой, а также от одного тела к
другому при соприкасании
Термины Определения
Конвекция Передача тепла вместе с массой нагретого дви
Лучеиспускание жущегося вещества (воздуха, воды и т. п.) Передача тепла тепловыми лучами, испускас мыми накаленным телом
Теплотворная спо- собность Q в ккал!кг Температура t Абсолютный нуль температуры Абсолютная темпе- ратура Т в°/< Коэффициент ли- нейного расшире- ния в мм!м • град или см!см-град Количество тепла, которое получается при его рании 1 кг топлива Степень нагретости тела Температура, равная — 273,2°С Температура, отсчитываемая от абсолютного нуля Число, показывающее, на какую часть свое и длины увеличивается тело при нагревании на 1°С
3. Электрические величины
Термины
Электрический ток
Сила тока / в а
Сопротивление R
в ом
Удельное сопротив-
ление с в ом • мм2{м
Напряжение U в в
Мощность Р в вт
Определения
Движение электронов по проводнику
Количество электричества, проходящее через
поперечное сечение проводника в 1 сек.
Способность материала препятствовать прохож-
дению электрического тока
Сопротивление проводника длиной в 1 м, се
чением 1 мм2 при температуре 20°
Разность потенциалов на концах проводника
Работа электрического тока силою 1 а при на
пряжении 1 в
4. Некоторые свойства элементов и веществ, встречающихся
при термической обработке металлов
Название Формула Удельный вес Температура плавления в °C
Твердые вещества
Алмаз С 3,51 3500
Алюминий А1 2,7 658
Асбест — 2,4—2,55 1480—1510
Барий Ва 3,5 850
Название Формула Удельный вес Температура плавления в °C
Твердые вещества
Барий хлористый ВаС12 3,86 962
Бериллий Be 1,82 1350
Бор В 2,32 2300
Бронза алюминиевая — 7,7 —
Бронза оловянистая — 8,7 —
Бронза фосфористая — 8,8 950—970
Бура (безводная) Na2B4O7 2,37 711
Ванадий V 5,87 1720
Висмут Bi 1 9,8 271
Вольфрам w 19,3 3370
Глина сухая — 1,8 —
Г рафит с 2,25 —
Дерево воздушно-сухое — — —
Береза — 0,51—0,77 —
Дуб — 0,7—1,0 —
Сосна — 0,31—0,76 —
Дуралюмин — 2,6—2,8 —
Железо Fe 7,86 1535
Золото Au 19,3 1063
Иридий Ir 22,42 2450
Кадмий Cd 8,64 321
Калий К 0,86 62
Калий едкий KOH 2,04 360
Калий цианистый KCN 1,52 634
Кальций Ca 1,55 850
Карбид вольфрама WC 15,7 2777
Карбид железа Fe3C 7,4 —
Карбид кальция CaC2 2,22 2300
Карбид кремния (карборунд) SiC 3,17 He менее 2700
Кирпич — 1,4—2,0 —
Кобальт Co 8,9 1490
Кокс в кусках — 0,6 —
Кокс толченый — 1,25—1,4 —
Корунд A12O3 3,9—4,0 Около 2050
Кость — 1,7 —
Кремний Si 2,4 1420
Кровяная соль желтая K4Fe(CN)6 1,93 —
Кровяная соль красная K3Fe(CN)e 1,85 —
Латунь — 8,1—8,6 880—910
Лед при 0°С — 0,917 —
Магний Mg 1,74 651
Марганец Mn 7,2 1260
Медь Cu 8,92 1083
Молибден Mo 10,2 2625
Название Формула Удельный вес Температура плавления в °C
Твердые вещества
Натрий Na 0,97 97
Натрий цианистый NaCN — 564
Нашатырь NH4C1 1,53 —
Нейзильбер —> 8,5 1100
Никель Ni 8,9 1452
Ниобий Nb 8,4 2500
Олово Sn 7,28 232
Песок сухой — 1,4—1,6 —
Платина Pt 21,45 1774
Родий Rh 12,5 1966
Свинец Pb 11,34 327
Селитра натриевая NaNO3 2,26 308
Селитра калиевая KNOg 2,11 333
Сера S 1,92—2,07 120—113
Серебро Ag 10,5 961
Сода кальцинированная Na2CO3 2,53 851
Сода каустическая NaOH 2,13 318
Соль поваренная NaCl 2,16 800
Сталь углеродистая — 7,7—7,85 —
Сталь Р9 — 8,25 —
Сталь Р18 — 8,8 —
Стекло — 2,4—2,6 —
Сурьма Sb 6,68 630
Твердые сплавы типа ВК — 14.3—14,9 —
Твердые сплавы типа ТК — 9,5—11,0 —
Теллур Те 6,24 452
Титан Ti 4,5 1800
Уголь древесный в кусках — 0,4 —
То же толченый — 1,4—1,5 —
Уголь каменный — 1,2—1,5 ——
Фосфор желтый P 1,82 44
Хром Cr 6,92 1615
Цинк Zn 7,14 419
Чугун серый — 7,0—7,2 —
Чугун ковкий -— 7,2—7,6 —
Шамот — 1,8-2,2 —
Жидкие вещества
Азотная кислота HNO3 1,5 ___
Бензин — 0,7—0,75 —
Бензол — 0,88 —
Масло веретенное, машин- — Около 0,9 —
ное
Название Формула Удельный вес Температура плавления в °C
Жидкие вещества
Вода при 4°С Н2О 1,0
Глицерин —. 1,26 —
Керосин — 0,8—0,82 —
Нефть До 0,89 —
Ртуть Hg 13,55 —39
Серная кислота H2SO4 1,84 —
Соляная кислота НС1 1,19 —
Примечание. Для сплавов удельный ’вес и [температура плавления даны
ориентировочно и могут колебаться в зависимости от состава.
Фиг. 1. Перевод градусов стоградусной шкалы в градусы Фаренгейта.
Глава II
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОВ
1. Определение твердости металлов
В зависимости от состояния, в котором находится металл (за-
каленный, отожженный и т. п.), и размеров испытуемого образца при-
меняются разные способы определения твердости.:
Определение твердости по Бринелю. Этот способ применяется в
основном для испытания прокатных изделий, поковок, отливок, а
также штампов и приспособлений с твердостью не свыше 450 единиц.
Твердость по Бринелю (обозначается И б в кг!мм2) определяет-
ся путем вдавливания в испытуемый металл закаленного шарика
диаметром 10,5 или 2,5 мм при нагрузках от 15,6 до 3000 кг на спе-
циальном прессе (табл. l)s
При определении твердости необходимо соблюдать следующее:
1. Место испытаний не должно иметь окалины и обезуглерожен-
ного слоя.
2. Поверхность круглой формы должна быть обработана в виде
плоскости (запилена лыска) ь
3. Если после получения отпечатка боковые или нижние сторо-
ны окажутся деформированными, следует произвести повторное ис-
пытание шариком меньшего диаметра при соответствующей на-
грузке.
4. Твердость поверхности цементованных и азотированных дета-
лей этим способом определять нельзя.
5. Центр отпечатка должен находиться от края образца на рас-
стоянии не менее диаметра шарика, а от соседнего отпечатка — не
менее двух диаметров шарика.
Диаметр полученного в результате испытания отпечатка изме-
ряется при помощи специальной лупы, и по таблице определяется
число твердости.
При испытании твердости шариком диаметром 5 мм получен-
ный фактический диаметр отпечатка следует умножить на два, а
при испытании шариком диаметром 2,5 мм — на 4.
Пример:
Диаметр шарика .... 5 мм 2,5 мм
Нагрузка 750 кг 187,5 кг
Диаметр отпечатка . . . 1,8 мм 1,1 мм
Умножая, получим . . . 1,8 - 2=3 6 мм 1,1 -4=4,4мм
По этим диаметрам по табл. 2 находим вели- чину твердости соответ- ственно . . . 286 187
Таблица 1
Толщина испытуемой детали и продолжительность выдержки
под нагрузкой при испытании по Бринелю
Материалы Твердость "Б Толщина испытуемого металла в мм Диаметр шарика в мм Нагрузка Р в кг Время выдержки под на- грузкой в сек.
Черные металлы 150—450 Более 6 3—6 Менее 3 10 5 2,5 3000 750 187,5 10 10 10
Менее 150 Более 6 3-6 Менее 3 10 5 .2,5 1000 250 62,5 10 10 10
Медь, латунь, бронза, магни- евые и алюми- ниевые сплавы 35—130 Более 6 3—6 Менее 3 10 5 2,5 1000 250 62,5 30 30 30
Алюминий, под- шипниковые сплавы 8—35 Более 6 3—6 Менее 3 10 5 2,5 250 62,5 15,6 60 60 60
СТ)
СО СО СО СО СО Ср СО СО СО СО СО СО СО СО СО СО СО СО СО СО СО ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Чо *CD 00 ОО V} V] CD Ъ) СП Oi 4^ Ф» ОО СО ND ND О О О 'сО '<© 00 00 СТ) СТ) СЛ Ъ1 4^ 4^ ОО 00 ND ND сл о сл о сл о сл о сл о сл о сл о сл о сл о сл nd о сл о сл о сл о сл о сл о сл о сл СЛ Диаметр от- печатка в мм Твердость по Бринелю
NDNDNDNDNDNDNDNDNDOOCOOOCOCOOOOOCOC04^4^4^4^4^4^4^4^CnCnCnCnCT>CT)CT)CT)^J^J^J С04^4^СЛСТ)СТ>^100<Х)О’— Ь000 4^СЛСТ)"Ч00ОО — ND^CD-'JCD — OOUl^JONDOlOO — 4^ 00 СЛ »—* QO СИ ND CO CT) CO ND ND ОО СИ 00 CO СЛ CO 4*- t—1 ^4 СИ 4^ 4^ СЛ OO •—* -x] QQ ND ND СИ О Число твердости
NDNDNDNDNDNDNDOOOO 00'00 СОСОООСОСО4^4^4^4^4^4^4^4^4^СЛСЛСЛСЛСЛСТ)СТ>СТ)СТ>СТ>,,<1“<1 CO 4^. СЛ O) ^4 00 CO О ►— CO. 4^ UiQNOOtDO^ NDC04^CnCT)OOCOOND4^CT)OOOND4^CT)OOOND С) Шкалы 1 Т вердость по Роквеллу
СТ) СТ) O) CT) CT) CT) CT) CT) CT) CT) CT) CT) CT) CT) CT) “'•J •''J •''J •"'J “'•J •''J ,''J 00 00 00 00 00 00 CO CO tO W W4> 4-C/iUlO)O)^ 4 00 00 CTO O'- •— NDNDCO4^CnCT)CT)^J00CD>— ND DO 4* СЛ О Ч О
<o3l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CO О to
NDNDNDNDNDNDNDNDNDCOCOCOOOOOCOOOC04^4^4^4^4^4*CnCnCnCnCT)CT)CT)^JOOOOCOO — ND С04^СЛСЛСТ)^1^400СОО—ЬОСОФ>-СТ)СХ)СОО>—NDCoO)^JOCOCn0004^C04^00)4^ND>— ND СЛ О О СЛ >— ND 00 СЛ •—» СЛ ND О СЛ 4^ •—1 О О •—1 ND CO СЛ О CO ND 4^ f— ^0)С04^0)4^00>—* ND СТ) 4^ Твердость, определяемая вдавливанием алмазной пирамиды Ну
00 00 ОО ОО ОО 4^ 4^ 4^ 4^ 4^ 4^ 4^ 4^ СЛ СЛ СП СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СТ) СТ) СТ) СТ) СТ) “О 00 00 00 СО 1 1 1 СЛСТ)-^ООСОО*—NDCOCT)*^100COO'—NDOOCnO^lOOCO*—>Й-СПСЛСО*—СЛООь— 4^'СТ)О1 1 1 Твердость упругой отда- чи (метод Шора) Н$
00 00 00 СО СО СО СО О О О — — ND ND 00 ОО СО 4^ 4^ 4^ СЛ СТ) СТ> *0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4^.J4JOND 4^^J UD СО СЛ 00^—СЛ «D ND СТ) О СЛ СО 4^ ^4 СО СЛ О СЛ ND 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 'сл'о СЛ о СЛ О СТ1"о и? О1Ъ1Ъ1'сл'сп'сп СП СП Углеродистая сталь Предел прочности при растяжении <зб в кг{мм2
00 00 00 00 со со со О О О О — ND ND 00 ОО ОО 4^ 4^ СЛ СЛ 1 СТ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ND 4^^ «0^ 4^^ СЛ 0° ND CT)J© Са) OUD ОО СЛ О CD 1 ^4 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 сл слооооосл сл'сл'сл'осл о "о сл 'сл Хромистая сталь
00 00 00 00 00 СО СО со О О О О — I—^ND ND со ОО СО 4ь 4^ I 1 СТ) СТ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 О ND 45*> СЛ^СО^-СО ND СЛ СО СО CD COOO^J ND СТ) СО н-СЛ 1 1 ►— 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CTl'o ОД СП слЪд осл о сл Ъч о со со сл СП сл СЛ Никелевая и хромоникеле- вая стали
. Таблица 2
Соответствие между числами твердости, определяемыми различными
методами, и пределом прочности при растяжении
ОСП Сл СП СП СП СЛ СЛ СП Сп СП Сл СП СП СП СЛ СЛ СП СП СП СП Ф>- Ф* Ф* ОО С© 00 оо^ч^ч сл сл"сл СЛ Ф» Ф* ОО оо ьоьэ'^-'^-'о'о'с© О 00 ОО 4jV] СП О СЛ СЛ ОО ОО ьо ьэ~>— о о О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СП О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СП О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О СЛ О Диаметр от- печатка в мм Твердость по Бринелю
NO NO NO NO, Ю NO ЮООООООО-^-^—‘ •—ЮЮЬОЬОООСОООФьфьфьфьСЛСЛСПСЛО-'Д^^ООООСОсроО*— •—* to ю О <© ►— ООСЛЧФЮФ-ОООн- ф* СП 00 >— ^4OWC)t©W05t£)Q0Q)O^©004tOOtO4t04W00 Число твердости
1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 СЛ СЛ СП ОО С© о to О 1 Шкалы | Твердость по Роквеллу
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1ass^sggggsss
СЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛОСЛОООС5СПО'Ч-<]“Ч-Ч,ЧЧ]^100 00 00 00 00 00 00 00 00 00ѩѩс©С©С©С©С©С©с© ЬОООФ^О^ООО^— ЮФ^СЛСП-ЧОС©*— ЮФОЮ0ОООь-МООФСЛО)^ООФ*- ЮООй^СЛО^'Ч'ЧОО to
। । । । । 1 । । । । । । । । ।।।।।। Твердость, определяемая вдавливанием алмазной пирамиды Ну
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I'l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 SS22S888S2 Твердость упругой отда- чи (метод Шора)Н$
оооооосооооооооофьф^фьф^ф^фьфьф^фьф^фьслспспспслслслслаэоооооо^-'з^'ч-^оооо О 400 О) О н-pp^pip Ч OOOO^JO Wpl О N 0ОК) Ф* CD j4 J© О ND Ф» ©> 0° О tO сл О Ъ1 СП о О СЛ О СП ЬО "-Ч ©Ч СЛ о О to о О) СП о О СП сл ~О О сл ©1 о О СП о О сл со Ъ1 'о СП **о "о О СП СЛ СЛ СП Углеродистая сталь Предел прочности при растяжении <sQ в кг/мм2
1 1 1 1 С0Ф»^Ф»‘Ф*^Ф^ФьФ>-Ф‘Ф*ФьфьСПСЛСЛСЛСлСЛСПСлСТ>СТ>ОСТ>СТ>О'Ч,,^,,^^,М00 I I I 1 1 1 5© о О^ьэро О0^СЛ^ 00 J©J©^--bOроф^сп^чро^©to Ф^СЛ^ 00^ ЬОФь ©>;<J со 111111 ai'to'*<J СЛ СЛ О оч^ СП о О ОСЛ О О СЛ СП СИ о СП СЛ О СП о сл'со СЛ О СП о о сл о сл СЛ СП Хромистая сталь
oooooo4^4^^4^4^^^^4^rf^cncncncncncncncncna)CT>aiCT>a>oo'4,^j*>q,^j,^j 1 1 I 1 I 1 ааЗО to topO ф». СЛ СП J4 00 О CD to СО Ф^ СЛ^ООС© О to ©ОСЛ 05 00 О ГОШФ^ СЛ/Ч 1 1 1 1 1 1 CnV] ГО о О ОСЛ сл слеп сл сл сл о сл о о СлЪч "о О оЪ1 сл сл со сл сл сл о”о сл'сл сл сл Никелевая и хромоникеле- вая стали
Продолжение табл.
Продолжение табл. 2
Твердость по Бринелю Твердость по Роквеллу ределяемая алмазной >угой отда- ла) hs Предел прочности при растяжении ав в кг!мм2
Шкалы е s со *3 га S (D R S - d м S m = t*
о д Q. S grag. о S к га
Диамет) печатка Число твердое С А В OSS ч ч s о. д га Щ nJ ft ® 4S Ник Твердое чи (мет< Углерод сталь Хромис' сталь Никеле! хромони вая CTaj
6,10 92 49,5 33,0 -
6,20 88 — — 47 — — 32,0 — —
6,36 84 — — 43,5 — — 30,0 — —
6,48 80 — — 40,5 — — 29,0 — —
6,56 78 — — 38,5 — — 28,0 — —
Примечание. Числа твердости по Бринелю получены при нагрузке 3000 кг и
шарике диаметром 10 мм.
Определение твердости по Роквеллу. Этим способом определя-
ют твердость (обозначается Яд и Яв) металла вдавлива-
нием в него алмазного конуса под нагрузкой 150 или 60 кг или же
стального шарика 0 1,59 мм под нагрузкой 100 кг. Условия испы-
таний изложены в табл. 3.
Таблща 3
Условия испытания твердости по Роквеллу_______
Металл Пример- ная твердость по Бринелю Наконеч- ники Нагрузка в кг Обозначение твер- дости по Роквеллу Рабочие пределы шкалы Шкалы
1. Сталь отожженная, латунь, бронза, твер- дые алюминиевые и магниевые сплавы 60—230 Стальной шарик 01,59 мм 100 ^в 25-100 Красная
2. Закаленные сталь и чугун, отбелен- ный чугун 230—700 Алмазный конус 150 Rc 20—67 Черная
3. Тонкие пластины, цементованные и азотированные изде- лия, твердые сплавы Свыше 700 То же 60 Ra Свыше 67 Черная
При испытании твердости необходимо соблюдать следующее:
1. Испытуемая деталь не должна иметь окалины, обезуглерожен-
ного слоя, выбоин, смазки и следов грубой обработки.
2. Нельзя испытывать пустотелые детали с тонкими стенками,
так как результат будет неверный (деталь будет пружинить или
продавливаться).
3. По этой же причине между деталью и предметным столиком
нельзя класть подкладки?
4. Толщина испытуемой детали должна быть такой, чтобы на
обратной стороне не появлялись выпуклости?
5. Расстояние от центра отпечатка до края образца должно быть:
при испытании по шкалам Л и С не менее 2,5 мм, а по шкале В не
менее 4 мм.
6. Диаметр круглых изделий при испытании твердости алмазным
конусом должен быть не менее 15 мм. При необходимости испытания
деталей малых диаметров следует пользоваться поправочными
табл. 4 и 5.;
Таблица 4
Поправки к числу твердости, измеренной по цилиндрической поверхности
изделий на приборе ТК (по Роквеллу)
Диаметр изделий Твердость по цилиндрической поверхности (Rq)
58 | 59 ( 60 | 61 | 62 | 63
в мм Величины, которые нужно добавлять к полученной . твердости V
6 2,5 2,0 2,0 2,0 2,0
7 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 —
8 2,0 1,5 1,5 1,5 1,5 —
9 —• 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0
10 —. 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
11 — 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
12 — 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5
13 —- 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5
14 —. 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5
15 — 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5
Таблица 5
Поправки к числу твердости, измеренной по шаровой поверхности
на приборе ТК (по Роквеллу) ОСТ 26075
Твердость на шаровой поверхности (Rg)
Диаметр шарика в мм 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | ! 62 | 63 | 64
Величины, которые нужно добавлять к полученной твердости
До 4 От 4 до 6 » 6 » 8.5 » 8,5 » 11,5 » 11,5 » 15 5,5 4,5 4,0 5,5 4,5 3,5 3,0 5,0 4,0 3,5 2,5 2,0 5,0 4,0 3,0 2,5 1,5 4,5 3,5 3,0 2,0 1,5 4,5 3,5 3,0 2,0 1,0 3,5 2,5 2,0 1,0 ъъ1 1 1 0,5
Соответствие между числами твердости по Роквеллу, определяемыми
алмазным конусом при нагрузке 150 кг (шкала С) и нагрузках 15, 30
и 45 кг (шкала для поверхностной твердости)
Твердость Rq Поверхностная твердость при нагрузках в кг Твердость Rq Поверхностная твердость при нагрузках в кг
15 N 30 N 45 N 15 N 30 N 45 N
68 93,2 84,4 75,4 43 82,0 62,2 46,7
67 92,9 83,6 74,2 42 81,5 61,3 45,5
66 92,5 82,8 73,3 41 80,9 60,4 44,3
65 92,2 81,9 72,0 40 80,4 59,5 43,1
64 91,8 81,1 71,0 39 79,9 58,6 41,9
63 91,4 80,1 69,9 38 79,4 57,7 40,8
62 91,1 79,3 68,8 37 78,8 56,8 39,6
61 90,7 78,4 67,7 36 78,3 55,9 38,4
60 90,2 77,5 66,6 35 77,7 55,0 37,2
59 89,8 76,6 65,5 34 77,2 54,2 36,1
58 89,3 75,7 64,3 33 76,6 53,3 34,9
57 88,9 74,8 63,2 32 76,1 52,1 33,7
56 88,3 73,9 62,0 31 75,6 51,3 32,5
55 87,9 73,0 60,9 30 75,0 50,4 31,3
54 87,4 72,0 59,8 29 74,5 49,5 30,1
53 86,9 71,2 58,6 28 73,9 48,6 28,9
52 86,4 70,2 57,4 27 73,3 47,7 27,8
51 85,9 69,4 56,1 26 72,8 46,8 26,7
50 85,5 68,5 55,0 25 72,2 45,9 25,5
49 85,0 67,6 53,8 24 71,6 45,0 24,3
48 84,5 66,7 52,5 23 71,0 44,0 23,1
47 83,9 65,8 51,4 22 70,5 43,2 22,0
46 83,5 64,8 50,3 21 69,9 42,3 20,7
45 83,0 64,0 49,0 20 69,4 41,5 19,6
44 82,5 63,1 47,8
Для определения твердости в тонких слоях металла применяют
специальный прибор «Супер-Роквелл».
Испытание производится алмазным конусом или шариком диа-
метром 1,59 мм при нагрузках 15, 30 и 45 кг (табл. 6 и 7).
Определение твердости по отпечатку пирамиды Hv в кг/мм2
Твердость металла определяется вдавливанием в него четырехгран-
ной алмазной пирамиды при нагрузках 5, 10, 20, 30, 50, 100 и 120 кг.
При выборе нагрузок рекомендуется пользоваться данными
табл. 8 и 9.
Алмазной пирамидой можно производить испытания как мягких,
так и термически обработанных металлов. Испытание алмазной пи-
рамидой широко применяется при определении твердости тонких
образцов и изделий с твердым поверхностным слоем^
Табли {а 7
Соответствие между числами твердости по Роквеллу, определяемыми
стальным шариком при нагрузке 100 кг (шкала В) и [нагрузках 15, зо
и 45 кг (шкала для поверхностной твердости)_____________________
Твердость Rq Поверхностная твердость при нагрузках в кг Твердость Rq Поверхностная твердость при нагрузках в кг
15Т ЗОТ 45Т 15Т ЗОТ 45Т
100 93,0 83,0 73,0 75 85,5 67,5 49,0
99 92,5 82,5 72,0 74 85,0 66,5 48,5
98 92,5 82,5 71,0 73 85,0 66,0 47,5
97 92,0 81,0 70,0 72 84,5 65,5 46,5
96 92,0 80,5 69,0 71 84,0 65,0 45,5
95 91,5 80,0 68,0 70 84,0 64,0 44,5
94 91,0 79,0 67,0 69 83,5 63,5 43,5
93 91,0 78,5 66,0 68 83,5 63,0 42,5
92 90,5 78,0 65,0 67 83,0 62,0 42,0
91 90,0 77,0 64,0 66 83,0 61,5 41,0
90 90,0 76,5 63,0 65 82,5 61,0 40,0
89 89,5 76,0 62,0 64 82,0 60,5 39,0
88 89,5 75,0 61,0 63 82,0 60,5 38,0
87 89,0 74,5 60,0 62 81,5 59,0 37,0
86 89,0 74,0 59,5 61 81,0 58,5 36,0
85 88,5 73,5 58,5 59 81,0 58,0 35,0
84 88,0 73,0 57,5 58 80,5 57,0 33,0
83 - 88,0 72,0 56,5 57 80,0 56,0 32,5
82 87,5 71,5 55,5 56 80,0 55,5 31,5
81 87,0 71,0 54,5 55 79,5 55,0 30,5
80 87,0 70,5 53,5 54 79,0 54,5 29,5
79 86,5 70,0 52,5 53 79,0 53,5 28,5
78 86,5 69,0 52,0 52 78,5 53,0 28,0
77 86,0 68,5 51,0 49 77,5 51,0 25,0
76 86,0 68,0 50,0 48 47 45 42 40 77,5 77,0 76,5 75,5 75,0 50,5 50,0 49,0 47,0 46,0 24,0 23,0 21,0 18,0 16,0
Таблица 8
Рекомендуемые нагрузки при испытании твердости алмазной пирамидой
- Твердость Ну
Толщина образца в мм 20-50 | 50-100 | 100-300 | 300—900
Рекомендуемая нагрузка в кг
0,3—0,5 — 5—10
0,5—1,0 — — — 10-20
1,0—2,0 5—10 5- 10 10—20 —
2,0—4,0 10—12 2С -30 20—50 20—50
Свыше 4 мм 20 и вы.де 30 и выше 50 и выше —
Рекомендуемые нагрузки при испытании твердости труб
и других тонкостенных изделий алмазной пирамидой
Наружный Толщина стенки трубы или изделия в мм
диаметр трубы 0,5 0,75 | 1,0 | 1,25 1 | 2,0 | 1 2-5 1 I 3,0
или изделия
в мм Рекомендуемая нагрузка в кг
0—10 10 20 --
10-20 5 10 20 — 30 — •— —
20—30 — 5 10 — 30 30 30 30
30—40 — 5 10 — 20 30 30 30
40-50 — 5 5 10 20 30 30 30
50-60 — — 5 10 20 30 30 30
60—70 — — 5 5 10 20 30 30
70—80 — — 5 5 10 20 30 30
Испытуемая поверхность должна быть сухой, чистой, не иметь
пор, грубых следов механической обработки, а также окалины и
обезуглероженного слоя. Диагональ отпечатка измеряется микрос-
копом, прикрепленным к прибору, и по специальной таблице опре-
деляется твердость.
Прибором «ТП» можно производить испытания твердости по
Бринелю с помощью шариков диаметром 5 и 2,5 мм, прилагаемых
к прибору, при нагрузке 62,5 и 15,6 кг.
Определение твердости по методу упругой отдачи (по Шору).
Тщательно отшлифованная деталь устанавливается в приборе и на
нее с определенной высоты сбрасывается боек. При отскакивании
боек вызовет отклонение стрелки индикатора, которая на цифербла-
те укажет твердость детали.
Результаты испытания на твердость по методу Шора сокращен-
но обозначают Н$
Ориентировочное определение твердости динамическим вдавли-
ванием шарика. Переносный прибор предназначен для ориентиро-
вочного определения твердости громоздких изделий. Определение
твердости производится путем одновременного вдавливания шари-
ка при ударе средней силы в испытуемый предмет и эталон и после-
дующего определения числа твердости по таблице, прилагаемой к
прибору.
Число твердости в таблице находится на пересечении граф
диаметра отпечатка на испытуемом предмете и на эталоне. Точность
определения твердости находится в пределах ±7%.
Определение твердости напильником. Инструменты и изделия,
твердость которых нельзя проверить на приборах (метчики, разверт-
ки, сверла, инструменты малых размеров), проверяются при помо-
щи личных напильников по эталонам твердости. Последние пред-
ставляют собой набор закаленных колец разной твердости от 45
до 63 с интервалами через 3—5 единиц. Попеременной пробой
напильником изделий и эталонов и сравнением усилий при опиловке
с достаточной точностью определяют твепдость.
2, Выявление трещин в металле
Наиболее распространенными методами выявления поверхносг
ных трещин являются: а) метод магнитной дефектоскопии (приме-
ним только для стали и чугуна); б) метод глубокого травление;
в) проба керосином, горячим маслом и красками; г)) метод люмине-
сцентной дефектоскопии.
Метод магнитной дефектоскопии заключается в следующем: из-
делие намагничивается в дефектоскопе, после чего погружается в
ванну или обливается магнитной суспензией. При наличии трещин
магнитный порошок оседает на них. После проверки изделие раз-
магничивается.-
Для изготовления магнитного порошка надо мелко размолотый
железный сурик или охру хорошо размешать с керосином или маслом
в кашицу средней густоты, упаковать эту кашицу в тигель или
трубку, плотно закрыть, замазать и выдержать в печи при темпера-
туре 600—800° до полного сгорания керосина, после чего дать остыть
до комнатной температуры. Полученный магнитный порошок надо
весьма тщательно растереть с небольшим количеством керосина
или масла до состояния жидкой кашицы, после чего добавить ке-
росин или масло из расчета 25—40 г порошка на 1 л суспензии.
В качестве водной магнитной суспензии при обнаружении очень
тонких трещин применяют не вызывающую коррозии жидкость КИО
следующего состава:
спирт денатурированный...................................400 мл
вода...............................................150 мл
сода каустическая ...............................40 г
олеиновая кислота..................................120 мл
нафтеновая кислота.................................200 мл
Жидкость КИО добавляют в количестве 40 мл на 1 л воды, со-
держащей 2 г кальцинированной соды, и вводят в эту смесь магнит-
ный порошок.
Метод люминесцетной дефектоскопии применяется для выявле-
ния трещин в немагнитных металлах, а также материалах (напри-
мер, изделия из пластмассы и т. п.). Проверка производится на при-
боре ЛЮМ-1, выпускаемом заводами медицинской промышленности.
Проверяемая деталь погружается в специальную жидкость, после
чего промывается под струей воды, вытирается, посыпается окисью
магния, избыток которой сдувается, и просматривается в свете уль-
трафиолетовых лучей. При наличии трещин состав из них выходит,
смачивает окись магния, и при просматривании в затемненной ком-
нате под лучами ртутно-кварцевой лампы (эти трещины светятся.
В качестве жидкости применяют смесь из 15% по объему транс-
форматорного масла и 85% керосина.
Для определения трещин и других дефектов в стали методом глу-
бокого травления применяют реактивы, перечисленные в табл. 10.
Для медных сплавов применяют травители: а) 10—20-процентный
водный раствор персульфата аммония; б) 10-процентный раствор пе-
рекиси водорода в насыщенном водном растворе аммиака и в) рас-
твор хлорного железа (Юг) и соляной кислоты (30 сл3) в воде
(120 сл<3). Третий реактив применяется также для сплавов на нике-
левой основе.
Для травления дуралюмина применяют состав: соляной кислоты
16,5%, азотной кислоты 16,5%, фтористо-водородной кислоты
4,5% и воды 62,5%. Реактив действует быстро; после травления об-
разец необходимо немедленно промыть и просушить.
Таблица 10
Реактивы для глубокого травления стали
Назначение реактива Состав реактива в объемных % Режим травления
Соляная кислота НС1 Азотная кислота HNO3 Серная кислота H2SO4 Вода Темпера- тура в °C Время выдержки
Для углеродистой стали 17 83 60 До 2 час.
То же 50 — — 50 60-70 10—45 мин.
» — 50 — 50 70—*80 1—2 час.
Для легированной стали 17 33 50 До 100 20—60 мин.
То же 66 — 10 24 95—98 20 мин. — 2 час.
Таблица 11
Характеристика шлифовальных кругов, применяемых
при определении марки стали по искре
Данные круга Для проверки прутков, отливок и поковок Для проверки готовых деталей
Диаметр круга в мм 300 — 350 150 — 200
Ширина круга в мм 40—60 25 — 40
Зернистость 36 — 40 60 — 80
Твердость Ст. 1 Ст. 1
Глубоким травлением обычно проверяют подозрительные на тре-
щины детали. Так как кислота растворяет поверхность металла, де-
таль может уменьшиться в размерах.
Определение трещин методом красок. Деталь погружается в рас-
твор, затем тщательно промывается холодной водой, покрывается
тонким слоем суспензии белой глины в воде, после чего сушится
струей воздуха. Вышедший из трещин раствор ярко их окраши-
вает.
Состав раствора:
керосин , , , . . . . . 65% по объему
трансформаторное масло . . 30% по объему
скипидар . s . . т 5% по объему
В качестве красителя добавляется судан III, судан II, судан I
или жировой оранж:
Проба керосином или горячим маслом заключается в том, что
детали погружаются в керосин или нагретое масло на 10—20 мин.,
после чего обдуваются песком или насухо вытираются тряпкой и
натираются мелом. В местах трещин керосин или масло выступают
в виде мелких полосок.
Звуковая проба. Имея навык, определяют трещины путем про-
стукивания изделия, находящегося на весу. Изделие, имеющее тре-
щину, при ударе издает глухой звук.
3. Примерное определение состава стали
Определение состава стали при помощи стилоскопа* В настоящее
время в термических цехах все большее применение находит опреде-
ление примерного состава стали
спектральным анализом. Метод спек-
трального анализа заключается в
следующем: между испытуемой де-
талью и электродом зажигают элек-
трическую дугу. Свет дуги при по-
мощи линзы направляют в щель спе-
циального аппарата — стилоскопа, в
котором и рассматривают получив-
шийся спектр. Большинство элемен-
тов стали при сгорании дают в об-
разующемся спектре характерные
линии, отличающиеся друг от друга.
По характеру расположения и ин-
тенсивности этих линий, согласно
прилагаемым к прибору таблицам,
определяют примерное содержание
элементов в стали. Процесс занимает
несколько минут и не портит детали.
Углерод, сера и фосфор этим спо-
собом не определяются.
Определение состава стали по
искре. Для более правильного опре-
деления состава стали по искре сле-
дует затемнить место испытания,
иметь станки с соответствующими
шлифовальными кругами (табл. 11),
а также иметь клейменные образцы
стали. Наблюдая цвет и характер искр испытуемой детали и об-
разца, можно примерно определить марку стали.
От малоуглеродистой стали отделяются искры светло-желтого
цвета, без звездочек, пучок искр длинный. С -увеличением количества
углерода пучок укорачивается и расширяется, а также увеличивает-
ся количество звездочек (фиг. 2).
По сравнению с углеродистой сталью цвет искр хромистой стали
более темный, а количество звездочек меньше. Сталь с содержанием
вольфрама дает искры темно-красного цвета.
Малоуглеродистая
б
Среднеуглеродистая
Вы сокоуглеродистая
Быстрорежущая
Фиг. 2. Вид искр различных марок
стали.
потребляемых заводом марок
Г лава III
СТАЛЬ
1. Структурные составляющие стали
Структурой стали и других сплавов называется их внутреннее
строение. Микроструктурой называется строение, видимое в мик-
роскоп. Для определения микроструктуры образец стали шлифуют,
полируют, протравливают и рассматривают с помощью микроскопа.
В табл. 12 помещены наименования структур и некоторые данные
об условиях их образования, физических свойствах и т. п.
2. Строение железа и стали. Диаграмма железо-углеродистых
сплавов
Кристаллическая решетка чистого железа в зависимости от тем-
пературы изменяет свое строение — расположение атомов. Различ-
ное строение этой решетки показано на фиг. 3. Сведения об измене-
Фиг. 3. Строение кристаллической решетки:
а — альфа- и дельта-железа; б — гамма-железа.
ниях в строении решетки при нагреве и охлаждении приведены в
табл. 13.
На фиг. 4 представлена диаграмма равновесия сплавов железа с
углеродом. Температуры, при которых в железе и сплавах в твердом
состоянии происходят процессы превращений, называются крити-
ческими точками (табл. 14),
Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
Наименование структуры Определение Условия образования silpn каких температурах устойчивы Физические свойства Твердость- НБ
Аустенит Твердый раствор углеро- да и других элементов в гамма-железе. Содер- жит углерода до 2,0% При нагреве выше кри- тических температур Выше ас,4 сз ст и А. Мягок, немагнитен, тя- гуч, но мало упруг. Обладает высоким электрическим сопро- тивлением 170—220
Феррит Твердый раствор углеро- да и других элементов в альфа-железе. Содер- жит углерода до 0,04% При медленном охлаж- дении доэвтектоидной стали ни>ке Аг выде- г 3 ляется из аустенита Ниже Аг С3 Мягок, очень тягуч, магнитен 60—100
Цементит Химическое соединение железа с углеродом— карбид железа Fe3C содержит углерода 6,67% При медленном охлаж- дении выделяется из жидкого и твердого растворов Тверд, хрупок. Магни- тен до температуры 210°С. При нагреве выше 210° становится немагнитным 820
Перлит Эвтектоидная смесь це- ментита с ферритом Образуется при распаде аустенита Ниже 723 Более тверд и прочен, чем феррит, но менее пластичен. Магнитен 160—230
Мартенсит Твердый раствор угле- рода и других элемен- тов в альфа-железе, с искаженной решет- кой Образуется при очень быстром охлаждении аустенита от темпе- ратур выше критиче- ских Ниже 150° Хрупок, тверд. Твер- дость зависит от со- держания углерода. Магнитен, мало тепло- проводен, мало элек- тропроводки 650-700
Продолжение табл. 12
Наименование структуры Определение Условия образования При каких температурах устойчизы Физические свойства Твердость
Троостит Высокодисперсная смесь феррита и карбидов Образуется при нагреве мартенсита в пределах 250—400°С или при охлаждении аустенита с небольшой скоростью Пример- но до 400° Магнитен, несколько ме- нее прочен, более пла- стичен и более элек- тропроводен, чем мар- тенсит 330—400
Игольчатый троостит То же Образуется при изотер- мическом превращении аустенита в пределах температур 250—400° До 500° Тверд, несколько пла- стичен. Магнитен Тверже троостита
Сорбит Дисперсная смесь фер- рита и цементита Образуется при нагреве мартенсита в преде- лах 400° до ACi или при охлаждении аусте- нита с незначительной скоростью До АС1 Пластичен и вязок. Ме- нее прочен и тверд, чем троостит. Магнитен 270—320
Ледебурит Эвтектическая смесь аустенита и цементита. Содержит углерода 4,3% Образуется при затвер- девании жидкого спла- ва с содержанием угле- рода свыше 2,0% Ниже 1130° Хрупок
Примечания. 1. Структуры стали, состоящие из мартенсита и троостита, а также из троостита и сорбита, называются
троостомартенситом и троостосорбитом и имеют промежуточные между этими структурами свойства. 2. Слово ,.дисперсный**
означает мелкораздробленный.
Температурные области устойчивости различных
кристаллических форм чистого железа
При нагреве При охлаждении
Какая решетка устойчива В какой области температур Какая решетка устойчива В какой области температур
Объемноцентрирован- ная альфа-железа Гранецентрированная гамма-железа Объемноцентрирован- ная дельта-железа До 910° От 910 до 1390° От 1390 до 1539° Объемноцентриро- ванная дельта-же- леза Г ранецентрирован- ная гамма-железа Объемноцентриро- ванная альфа-же- леза От 1539 до 1390° От 1390 до 898° Ниже 898°
Примечания. 1. Несовпадение между температурами превращений при на-
греве и охлаждении называется тепловым гистерезисом. 2. Разница между
строением альфа- и дельта-железа заключается только в расстоянии между
атомами: форма взаимного расположения атомов в пространстве у альфа- и
дельта-железа одинакова.
Основные превращения в железоуглеродистых сплавах
при медленном нагревании и охлаждении
Линии на диаграм- ме, на ко- торых происхо- дят пре- вращения т ' 1 Температура превращения в °C Сущность превращений Обозначение критических точек
при нагре- вании при охлаж- дении
PSK 723 Превращение перлита в аустенит. Превращение аустенита в перлит АС, А_ Г1
МО 768 Потери магнитных свойств для ста- лей, содержащих углерода пример- но до 0,5%. Возникновение магнитных свойств для тех же сталей Ас, Ars
GOS 910— 723 Окончание растворения феррита в аустените в доэвтектоидных сталях. Начало выделения феррита из аусте- нита в доэвтектоидных сталях Ас*
SE 723 ИЗО Окончание растворения цементита в аустените в заэвтектоидных сталях. Начало выделения цементита из аустенита в заэвтектоидных сталях Аст Af ' гп
IE Начало плавления стали при нагреве. Окончание затвердевания стали при охлаждении
ECF ИЗО Начало плавления чугуна при нагреве. Окончание затвердевания чугуна при охлаждении — —
ABCD — Окончание расплавления стали и чу- гуна при нагреве. Начало затвердевания стали и чугу- на при охлаждении — —
3. Легирующие элементы и их влияние на свойства стали
Легирующие элементы вводятся в сталь с целью получения осо-
бых механических или физико-химических свойств (табл. 15, 16).-
Таблица 15
Условные обозначения элементов, входящих в состав стали
Название элемента Обозначения элементов в табли- цах химического состава Обозначения элементов, при- нятые в стандартах для маркировки стали
Алюминий . А1 Ю
Бор .... В Р
Ванадий . V Ф
Вольфрам . W В
Кобальт Со к
Кремний Si с
Марганец Мп г
Медь . . Си д
Молибден Мо м
Никель . Ni н
Ниобий Nb Б
Сера . . S —
Титан Ti т
Углерод С У
Фосфор P п
Хром . Сг X
Легирующими элементами являются: алюминий, бор, ванадий,
вольфрам, кобальт, молибден, никель, ниобий, титан, хром и др.
Кремний и марганец являются легирующими элементами в том слу-
чае если они находятся в стали в количествах больших, чем обычно.
4. Химический состав и твердость сталей в состоянии поставки
В зависимости от назначения различают три класса сталей:
1. Конструкционная сталь — применяется в основном для изго-
товления деталей машин и сооружений.
2. Инструментальная сталь — применяется для изготовления ин-
струмента.
3. Сталь с особыми физическими и химическими свойствами —
применяется для изготовления специальной аппаратуры и деталей
машин.
По химическому составу конструкционная и инструментальная
стали делятся на углеродистую и легированную. Сталь с особыми
свойствами бывает только легированной.
В табл. 17—36 даны химический состав, твердость сталей раз-
личных марок, выпускаемых согласно ГОСТу и, частично, по ведом-
ственным нормалям, а также температуры критических точек ста-
лей при нагревании..
to
Влияние легирующих элементов на свойства стали
Элемент Склонность к перегреву Прокали- ваемость Температуры отжига, нормализа- ции, закалки Твердость и прочность Пластичность Прочность при высоких температурах
Алюминий Значитель- но умень- шает Понижает Заметно повышает Несколько повышает Несколько повышает при малых содержа- ниях Мало влияет
Бс^ — Увеличивает Повышает Повышает Уменьшает -т-
Ванадий Заметно уменьшает — Повышает Повышает Повышает Мало влияет
ВольФоам Уменьшает Увеличивает Повышает Повышает Несколько повышает при содержании менее 1% Значительно повышает
Кобальт Мало влияет Уменьшает Мало влияет Слабо повышает Мало влияет Незначительно повышает
Кремний Мало влияет Увеличивает Повышает Повышает Понижает Несколько повышает
Марганец Несколько увеличи- вает Увеличивает Понижает Повышает Не снижает до 1,5% в малоуглеродистой ста- ли, снижает в сред- ней и высокоуглеро- дистой стали Мало влияет
Продолжение табл. 16
ND
Элемент Склонность к перегреву Прокали- ваемость Температуры отжига, нормализа- ции, закалки Твердость и прочность Пластичность Прочность при высоких температурах
Молибден Мало влияет Сильно увеличи- вает Повышает Повышает Повышает при содержа- нии до 0,6% Повышает
Никель Мало влияет Увеличивает Понижает Повышает Несколько повышает Мало влияет
Ниобий — — Повышает Понижает Повышает —
Титан Уменьшает — Значительно повышает Несколько повышает Несколько повышает Мало влияет
Хром Несколько умень- шает Увеличивает Повышает Повышает Не снижает до 1,5% Повышает
Примечание. Содержание бора в стали находится в пределах 0,002—0,005%.
Химический состав и твердость углеродистой стали обыкновенного
качества (по ГОСТу 380-50)
Магжа стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Марганец Кремний Сера и фосфор Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости, не более
МСт.О Не более
МСт.1 0,23 0,07—0,12 0,35—0,50 — 0,055 0,05 5,6 111
МСт.2 0,09—0,15 0,35—0,50 — (V Ф ф ч Ф о 5,5 116
МСт.З 0,14—0,22 0,40—0,65 0,12—0,3 \О <о £ 5,2 131
МСт.4 0,18—0,27 0Л-0,7 0,12—0,3 Ф X сх 5,0 143
МСт.5 0,28—0,37 0,5—0,8 0,17—0,35 о 4,6 170
МСт.6 0,38—0,50 0,5—0,8 0,17—0,35 о ие 4,3 197
МСт.7 0,58—0,63 0,55—0,85 0,17—0,35 4,0 229
В табл. 17. приведены составы сталей, выплавляемых в мартенов-
ских печах. Составы сталей, выплавляемых в бессемеровских и то-
масовских конвертерах, см. в ГОСТе 380-50.
Таблица 18
Химический состав^ и твердость автоматной стали
(по ГОСТу В-1414-54)
Марки стали Химический состав в % 1 Твердость по Бри- нелю
Углерод Кремний Марганец Сера 1 Фосфор |
А12 0,08—0,16 0,15—0,35 0,6—0,9 0,08—0,20 0,08—0,15 Не более 167—217
А20 0,15—0,25 0,15—0,35 0,6—0,9 0,08—0,15 0,06 Не более 167—217
АЗО 0,25—0,35 0,15—0,35 0,7—1,0 0,08—0,15 0,06 Не более 174—223
А40Г 0,35—0,45 0,15—0,35 1,2—1,55 0,18—0,3 0,05 179—229
Химический состав и твердость углеродистой конструкционной
стали (по ГОСТу 1050-52)
Марка стали Химический состав в °/а Твердость по Бри велю
Углерод Марганец Прочие Диаметр отпечатка в мм, не менее Число твердости, . не более
05КП Не более 0,06 Не более 0,35 Кремний, не более 0,03
08КП 0,05—0,12 0,25—0,50 Сера, 5,2 131
не более 0,04 Фосфор, не более 0,04
10* 0,07—0,15 0,35—0,65 5,1 137
15* 0,12—0,20 0,35—0,65 5,0 143
20* 0,17—0,25 0,35—0,65 4,8 156
25* 0,22—0,30 4,6 170
30* 0,27—0,35 4,5 179
35* 0,32—0,40 4,4 187
40 0,37—0,45 4,3 197
45 50 0,42—0,50 0,47—0,55 ► 0,5 —0,8 4,2 4,1 207 217
55 0,50—0,60 4,0 229
60 0,55—0,65 Кремний 4,0 229
65 0,60—0,70 0,17—0,37 4,0 229
70 0,65—0,75 Сера, 4,0 229
15Г* 0,12—0,20 не более 1 0,045 4,7 163
20Г* 0,17—0,25 1 4,3 197
ЗОГ 0,25—0,35 0,7 —1,0 Фосфор, 4,4 187
40Г 0,35—0,45 не более 4,2 207
50Г 0,45—0,55 0,040 4,0 229
60Г 0,55—0,65 4,0 229
65Г 0,60—0,70 0,9 —1,2 4,0 229
70Г 0,65—0,75 0,9 —1,2 4,0 229
10Г2* 0,07—0,15 1,2 —1,6 4,3 197
30Г2 0,25—0,35 4,2 207
35Г2 0,30—0,40 4,2 207
40Г2 0,35—0,45 1,40—1,80 4,1 217
45Г2 0,40—0,50 4,0 229
50Г2 0,45—0,55 4,0 229
* Твердость для сталей в неотожженном состоянии, а для остальных—
в отожженном.
Химический состав и твердость стали прокатной для лемехов плугов
(ОСТ 10206-39)
Марка стали Химический состав в % Твердость в состоянии поставки по Бринелю
Углерод Марганец Прочие Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости, не более ' i
Л53 Л65 0,47—0,59 0,6—0,7 0,5—0,8 0,3—0,6 Кремний 0,15—0,4 Сера, не более 0,05 3,8 3,8 255 255
Таблица 21
Химический состав и твердость конструкционной легированной стали
(по ГОСТу 4543-48 и ведомственным нормалям)
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Марганец Хром Прочие Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости, не более
15Х 0,12—0,20 0,3—0,6 0,7—1,0 4,5 179
20Х 0,15—0,25 0,5—0,8 0,7—1,0 — 4,5 179
ЗОХ 0,25—0,35 0,5—0,8 0,8—1,1 — 4,4 187
35Х* 0,30—0,40 0,5—0,8 0,8—1,1 — 4,3 197
38ХА 0,34—0,42 0,5—0,8 0,8—1,1 — 4,2 207
40Х* 0,35—0,45 0,5—0,8 0,8—1,1 — 4,1 217
45Х* 0,40—0,50 0,5—0,8 0,8—1,1 — 4,0 229
50Х 0,45—0,55 0,5—0,8 0,8—1,1 — 4,0 229
15ХФ 0,12—0,20 0,3—0,6 0,8—1,1 0,1—0,2 4,4 187
20ХФ 0,15—0,25 0,4—0,7 0,8—1,1 g 0,1-0,2 4,3 197
40ХФА 0,37—0,45 0,5—0,8 0,8—1,1 5 0,1—0,2 3,9 241
50ХФА 0,46—0,54 0,5—0,8 0,8—1,1 1и 0,1—0,2 3,8 255
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Марганец Хром Прочие Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости, не более
12МА 0,10—0,16 0,4—0,7 Не более
0,3 0,40—0,55
15М* 0,10—0,18 0,4—0,7 Не более
0,3 0,40—0,55
20М 0,15—0,25 0,4—0,7 Не более S &
0,3 хо 0,40—0,55
ЗОМ 0,25—0,35 0,5—0,8 Не более S
12ХМ* Не более 0,3 g 0,40—0,55
0,16 0,4—0,7 0,8—1,1 0,40—0,55
15ХМ 0,10—0,18 0,4—0,7 0,8—1,1 0,40—0,55
20ХМ 0,15—0,25 0,4—0,7 0,8—1,1 0,15—0,25 4,3 197
ЗОХМ 0,25—0,35 0,4—0,7 0,8—1,1 , 0,15—0,25 4,0 229
35ХМ 0,30—0,40 0,4—0,7 0,8-1,1 Молибден 0,15—0,25 3,9 241
35Х2МА 0,32—0,40 0,4—0,7 1,6—1,9 Молибден 0,15—0,25
ЗЗХС 0,29—0,37. 0,3—0,6 1,3—1,6 Кремний 1,0—1,3 Кремний 3,9 241
37ХС* 0,32—0,42 0,3—0,6 1,3—1,6
1,0—1,3 3,8 255
40ХС 0,37—0,45 0,3—0,6 1,3—1,6 Кремний 1,2—1,6 3,8 255
15ХГ 0,12—0,20 1,1—1,4 0,4—0,7 —
20ХГ 0,15—0,25 0,9—1,2 0,9—1,2 — 4,4 187
40ХГ 0,35—0,45 0,9—1,2 0,9—1,2 —
35ХГ2 0,30—0,40 1,6—1,9 0,4—0,7 — 4,0 229
18ХГТ* 0,16—0,24 0,8—1,1 1,0—1,3 Титан 0,08—0,15 217
4,1
18ХГМ 0,16—0,24 0,9—1,2 0,9—1,2' Молибден 0,2—0,3 217
4,1
40ХГМ 27СГ* 0,37—0,45 0,9—1,2 0,9—1,2 Молибден 0,2—0,3 241
3,9
0,22—0,30 1,1—1,4 — Кремний 1,1—1,4 217
4,1
35СГ* 0,30—0,40 1,1—1,4 — Кремний 1,1—1,4 229
4,0
20ХГС 0,15—0,25 0,8—1,1 0,8—1,1 Кремний 0,9—1,2 207
4,2
25ХГС 0,22—0,30 0,8—1,1 0,8—1,1 Кремний
0,9—1,2 4,1 217
Химический состав в % Твердость по
Бринелю
Марка
стали о • и сх ш £
Углерод Марганец Хром Прочие СХ _ CD СО о S bd £Е и ®
S ь О) w w s ОЙ
S 500
зохгс 0,25—0,35 7 7 ОО ОО о о 0,8—1,1 Кремний 0,9—1,2 4,0 229
35ХГС 0,30—0,40 1,1 —1,4 Кремний
1,0—1,3 1,1—1,4 3,9 241
ЗОХГС НА 0,28—0,33 0,9—1,2 Кремний 0,9—1,2 Никель 3,8 255
1,5—1,8
25Н 0,20—0,30 0,5—0,8 — Никель 0,5—0,9
зон 0,25—0,35 0,5—0,8 — Никель 0,8—1,2
15НМ 0,10—0,18 0,4-0,7 — Никель 1,5—2,0, 4,3 197
молибден
0,2—0,3
20НМ* 0,17—0,25 0,4—0,7 — Никель 1,5—2,0, молибден 0,2—0,3
40НМ 0,37—0,45 0,5—0,8 Никель 1,5—2,0, молибден 0,2—0,3
20ХН 0,15—0,25 0,4—0,7 0,45—0,75 1,0—1,5 4,3 197
40ХН 0,35—0,45 0,5—0,8 0,45—0,75 1,0-1,5 4,2 207
45ХН* 0,40—0,50 0,5—0,8 0,45—0,75 1,0—1,5 4,2 207
50ХН* 0,45—0,55 0,5—0,8 0,45—0,75 1,0—1,5 4,2 207
12ХН2 Не 10,17 0,3—0,6 0,6—0,9 £ 1,5-2,0 4,2 207
12ХНЗ более 10,17 0,3—0,6 0,6—0,9 U 2,75-3,25 4,1 217
ЗОХНЗ 0,25—0,35 0,3—0,6 0,6—0,9 | ® 2,75—3,25 3,9 241
ЙОХНЗА 0,17—0,25 0,3—0,6 0,6—0,9 щ 2,75—3,25 3,9 241
37XH3A 0,33-0,41 Не более 0,25—0,55 1,2—1,6 3,0-3,5 3,7 269
12Х2Н4 0,17 0,3—0,6 1,25—1,75 3,25-3,75 3,7 269
20Х2Н4 0,15—0,22 0,3—0,6 1,25—1,75 3,25-3,75 3,7 269
35ХЮА 0,31—0,39 0,3—0,6 1,35—1,65 Алюминий
38ХМЮА 0,7—1,2 4,0 229
0,35—0,42 0,3—0,6 1,35—1,65 Алюминий
1 0,7—1,2, молибден 0,15-0,25 4,0 229
• Химический состав в % Твердость по
Бринелю
Марка
стали Хром сх® О 8®
Углерод Марганец Прочие Ь Св Ф Ф « я S н ф 2 я ф
<я «о S а ег 2 о ч
35ХМФА 0,30—0,38 0,4—0,7 1,0—1,3 Ванадий 0,1—0,2, молибден 0,2—0,3 4,0 229
25Х2МФА 0,22—0,29 0,4-0,7 1,5—1,8 Ванадий 0,15—0,3, молибден 0,2—0,3
20ХН4ФА 0,17—0,24 0,25—0,55 0,7—1,1 Никель 3,75—4,25, ванадий 0,15—0,3 3,7 269
18ХНВА 0,14—0,24 0,25-0,55 1,35—1,65 Никель 4,0—4,5, 3,7 269
вольфрам 0,8-1,2
25ХНВА 0,21-0,28 0,25-0,55 1,35-1,65 Никель 4,0—4,5, вольфрам 0,8—1,2 3,7 269
12Х2НЗМА 0,10—0,17 0,3—0,6 1,45-1,75 Никель 2,75-3,25, молибден 0,2-0,3 3,7 260
18Х2Н4МА 0,15-0,22 0,4—0,7 1,45*-1,75 Никель 3,25-3,75, молибден 3.7 269
0,2-0,3
ЗЗХНЗМА 40ХНМА 0,29—0,37 0,5-0,8 0,8-1,1 Никель 2,5—3,8, молибден 0,2—0,3
0,36-0,44 0,5—0,8 0,6—0,9 Никель 1,25—1,75, молибден 0,15-0,25 3,7 269
30ХН2МФА 0,26—0,33 0,3-0,6 0,6-0,9 Никель 2,0-2,5, молибден 0,2—0,3, ванадий 0,15-0,3 3,9 241
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Марганец Хром Прочие Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости, не более
45ХНМФА 0,42—0,5 0,5—0,8 0,8—1,1 Никель 1,3—1,8, молибден 0,2—0,3, ванадий 0,1—0,2 3,7 269
13ХНВА 0,10—0,16 1,35—1,65 Никель 4,0—4,5, ванадий 0,8-1,2
20X3 0,17—0,24 0,2—0,6 2,6—3,2 Кремний 0,15—0,35
ЭИ274 0,13-0,18 1,4—1,7 1,5—1,8 Титан 0,06—0,12
13Н2А 0,10—0,16 0,25-0,55 0,2-0,5 Никель 1,7—2,2
13Н5А 0,10—0,17 Не более 0,6 Не более 0,25 Никель 4,5—5,0
21Н5А 0,18—0,25 Не более 0,6 Не более 0,25 Никель 4,5—5,0
36 0,25—0,33 0,25—0,6 0,7—1,1 Никель 3,3—4,0
Примечания. 1. Марки сталей с буквой А в конце обозначения выпускаются
только из высококачественной стали; марки, отмеченные звездочкой, — только
из качественной стали, а все остальные—из обоих сортов стали. 2. В качествен -
ной стали серы и фосфора содержится не более 0,04% каждой примеси, а в вы-
сококачественной—серы не более 0,03 и фосфора не более 0,035.
Химическим состав и твердость в неотожженном состоянии
рессорно-пружинной стали (по ГОСТу 2052-53)
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Кремний Марганец Прочие Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости не более
65 0,6-0,7 0,17—0,37 0,5—0,8 3,8 255
70 0,65—0,75 0,17—0,37 0,5—0,8 — 3,7 269
75 0,72—0,80 0,17—0,37 0,5—0,8 — 3,6 285
85 0,82—0,90 0,17—0,37 0,5—0,8 — 3,5 302
55ГС 0,52—0,60 0,5—0,8 0,6—0,9 — 3,6 285
65Г 0,6—0,7 0,17—0,37 0,9—1,2 — 3,7 269
50С2 0,47—0,55 1,5—2,0 0,6—0,9 — 3,6 285
55С2 0,52—0,60 1,5—2,0 0,6—0,9 — 3,6 285
60С2 0,57—0,65 1,5—2,0 0,6—0,9 — 3,5 302
60С2А 0,56—0,64 1,6—2,0 0,6—0,9 — 3,5 302
63С2А 0,60—0,65 1,8—2,2 0,6—0,9 — 3,5 302
70СЗА 0,66—0,74 2,4—2,8 0,6—0,9 — 3,5 302
70С2ХА 0,65—0,75 1,4—1,7 0,4—0,6 Хром
(ЭИ142) 0,2—0,4 — —
50ХГ 0,46-0,54 0,17—0,37 0,7—1,0 Хром
0,9—1,2 3,5 302
50ХГА 0,46—0,54 0,17—0,37 0,8—1,0 Хром
0,95—1,2 3,5 302
50ХФА 0,46—0,54 0,17—0,37 0,5—0,8 Хром
0,8—1,1, 3,5 302
ванадий
0,1—0,2
50ХГФА 0,48—0,55 0,17-0,37 0,8—1,0 Хром
' 0,95—1,2, 3,4 321
ванадий
0,15-0,25
60С2ХФА 0,56—0,64 1,4—1,8 0,4—0,7 Хром
0,9—1,2, 3,5 302
ванадий
0,1—0,2
60С2ХА 0,56—0,64 1,4—1,8 0,4—0,7 Хром
0,7—1,0 3,4 321
65С2ВА 0,61—0,69 1,5-2,0 0,7—1,0 Вольфрам
0,8-1,2 3,5 302
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Кремний Марганец Прочие Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости И £ не более
60С2Н2А 0,56—0,64 1,4—1,8 0,4—0,7 Никель 3,5 302
1,4—1,7
55СГ 0,5—0,6 1,3—1,8 0,8—1,0 — 3,6 285
60СГ 0,55—0,65 1,3—1,8 0,8—1,0 — 3,6 285
60СГА 0,56—0,64 1,3—1,8 0,8—1,0 — 3,6 285
Примечания. 1. Сталь 70С2ХА (ЭИ142) поставляется в виде ленты. 2. Высоко-
качественная сталь отличается от качественной также уменьшенным количест-
вом серы и фосфора.
Таблица 23
Химический состав и твердость шарикоподшипниковой стали
_______________(по ГОСТу 801-47 и 808-49)____________
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Марганец Хром Кремний Диаметр от- печатка в мм, не менее Число твер- дости, не более
UIX6 1,05-1,15 0,2—0,4 0,4—0,7 0,15—0,35 4,2—4,6 170—207
ШХ9 1,0-1,1 0,2—0,4 0,9—1,2 0,15—0,35 4,2-4,6 170—207
ШХ15 0,95—1,1 0,2—0,4 gl,3—1,65 0,15—0,35 4,2-4,6 170-207
ШХ15СГ 0,95—1,1 0,9—1,2 1,3—1,65 0,4—0,65 4,2—4,6 170—207
ШХ10 0,32—0,42 0,4—0,7 0,8—1,2 0,17—0,37
Примечания. 1. В стали ШХ10 серы и фосфора содержится по 0,03%, не бо-
лее. В остальных марках серы не более 0,027%, а фосфора 0,02%. 2. Содержание
никеля допускается до 0,3%, меди до 0,25% и в сумме до 0,5%.
Для изготовления деталей электрических машин применяют
магнитномягкие стали и сплавы. К ним относятся листовая* электро-
техническая сталь, малоуглеродистая электротехническая сталь,
сплавы с высокой магнитной проницаемостью и сплавы со спе-
циальными магнитными характеристиками.
В табл. 24 приведены данные о листовой электротехнической
стали.
В табл. 25 приведены данные о низкоуглеродистой электротехни-
ческой стали.
К сплавам с высокой магнитной проницаемостью — пермаллоям
относятся железноникелевые сплавы 45Н, 50Н, 50НП, 05НП, 38НС,
50НХС, 79НМ, 80НХС, 79НМА.
В табл. 26 приведены данные о сплавах со специальными магнит-
ными свойствами»
42
В табл. 27 и 28 приведены составы магнитнотвердых сталей и
сплавов, применяемых для постоянных магнитов.
Таблица 24
Листовая электротехническая сталь (ГОСТ 802-54)
Марка стали Содержание кремния Степень легирован- ности Прежнее наз- вание стали
ЭП, Э12 Э21 Э31,Э34,Э310,Э320, ЭЗЗО, Э340,Э370 Э41, Э42, Э43, Э44, Э45, Э46, Э47, Э48 0,8—1,8 1,8—2,8 2,8—4,0 4,0—4,8 Слабо легированная 1 Средне легированная/ Повышенно легиро-ч ванная Высоколегирован- ная Динамная Трансфор- маторная
Примечания. 1. Расшифровка марки стали производится так: буква «Э»
означает — электротехническая, первая цифра после буквы «Э» указывает степень
легирования кремнием, вторая цифра — гарантированные электромагнитные свой-
ства, а третья цифра «0» обозначает, что сталь холоднокатанная, текстурованная.
2. Содержание углерода и других элементов электротехнической стали должно
быть наименьшим.
Таблица 25
Низкоуглеродистая электротехническая сталь (ГОСТ 3836-47)
Марка Химсостав в %, не более Прежнее наз- вание стали
Угле- род Марга- нец Крем- ний Фосфор Сера Медь
Э, ЭА, ЭАА 0,04 0,2 0,2 0,025 0,03 0,15 Армко железо
Примечание. Различие между марками устанавливается путем проверки после
отжига магнитных свойств. Коэрцитивная сила должна быть для стали «Э» не
более 1,2 эрст, для стали ЭА не более 1,0 эрст и для стали ЭАА не более
0,8 эрст.
Таблица 26
Сплавы со специальными магнитными свойствами
Наименование сплава Среднее содержание основных элементов в %
Никель Кобальт Железо
Пермендюр 50 50
То же 49 49
Перминвар 45 25 29,4
То же 70 7 22,4
» 45 25 21,9
Изоперм 50 — 50
То же 36 — 55
Химический состав и твердость в состоянии поставки магнитной стали (по ГОСТу 6862-54)
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Хром Вольфрам Кобальт Молибден Прочие
ЕХ 0,95—1,10 1,3—1,6 217—241
ЕХЗ 0,9 —1,1 2,8-3,6 — к К о £ о S-o 229—285
Е7В6 0,68—0,78 0,3—0,5 5,2—6,2 — — ST aj 255—321
ЕХ5К5 0,90—1,05 5,5-6,5 — 5,5—6,5 — lai .2- :р€ ер se ос )Л( 269—341
ЕХ9К15М 0,90—1,05 8,0—10,0 — 13,5—16,5 1,2-1,7 285-341
Примечание. Сталь, имеющая отклонения по химическому составу, может сдаваться при условии соответствия ее свойств
всем установленным для нее нормам.
Таблица 28
Химический состав литых постоянных магнитов (по ГОСТу 4402-48)
Марки сплавов Химический состав в %
Никель Алюминий 1 Кобальт Медь Кремний Углерод Марганец Железо
Новые Старые
не более
АН1 АЙ2 АНЗ АНК AHKol АНКо2 АНКоЗ АНКо4 АЛНИ1 АЛНИ2 АЛ НИЗ АЛНИСИ АЛ НИКО 12 АЛНИКО15 АЛНИКО18 АЛНИКО24 (МАГНИКО) 22 24,5 23,5 33 18 20 19 13,5 11 13 15,5 13,5 10 9 10 9 12 15 18 24 3,5 4 6 4 3 3 j 0,15 1 0,15 0,03 0,35 Остальное
Химический состав стали Г13
Марка стали Химический состав в %
Углерод Марганец Кремний, не более Сера, не более Фосфор, не более
пз 1,0—1,3 10—14 0,5 0,03 0,03
Таблица 30
Химический состав нержавеющей, жаропрочной
и кислотоустойчивой сталей
Марка стали Химический состав в %
Углерод Кремний Хром Никель Прочие
1X13 Не более 0,15 Не более 0,6 12,0—14,0 Не более 0,6 —
2X13 0,16—0,24 Не более 0,6 12,0—14,0 Не более 0,6 —
3X13 0,25—0,34 Не более 0,6 12,0—14,0 Не более 0,6 —
4X13 0,35—0,45 Не более 0,6 12,0—14,0 Не более 0,6 —
Х17 Не более 0,12 Не более 0,8 16,0—18,0 Не более 0,6 —
Х25 Не более 0,20 Не более 1,0 23,0—27,0 Не более 0,6 —
Х28 Не более 0,15 Не более 1,0 27,0—30,0 Не более 0,6 —
Х18 0,9—1,0 Не более 0,8 17,0—19,0 Не более 0,6 —
Х14 Не более 0,15 Не более 0,7 13,0—15,0 Не более 0,6 Сера 0,2—0,4
0Х18Н9 Не более 0,07 Не более 0,8 17,0—20,0 8,0—11,0 —
1Х18Н9 Не более 0,14 Не более 0,8 17,0-20,0 8,0—11,0 —
2Х18Н9 0,15—0,25 Не более 0,8 17,0—20,0 8,0—11,0 —
Х17Н2 0,11—0,17 Не более 0,8 16,0—18,0 1,5—2,5 —
1Х18Н9Т Не более 0,1 > Не более 0,8 17,0—20,0 8,6-11,0 Титан до 0,8
Х18Н11Б Не более 0,1 Не более 1,4) 17,0—20,0 9,0—13,0 Ниобий до 1,5
Х13Н4Г9 0,15—0,30 Не более 0,8 12,0—14,0 3,7—5,0 Марганец 8,0-10,0
Марка стали Химический состав в %
Углерод | Кремний Хром | Никель | Прочие
Х18Н12М2Т Не более 0,12 Не более 0,8 16,0-19,0 11,0—14,0 Молибден 2,0—3,0, титан 0,3—0,6
Х18Н12МЗТ Не более 0,12 Не более 0,8 16,0-19,0 11,0—14,0 Молибден 3,0—4,0, титан 0,3—0,6
Х23Н13 Не более 0,20 Не более 1,0 22,0-25,0 12,0—15,0 —
Х23Н18 Не более 0,20 Не более 1,0 22,0—25,0 17,0—20,0 —
Х6С Не более 0,15 1,5—2,0 5,0—6,5 Не более 0,6 —
Х9С2 0,35—0,50 2,0—3,0 8,0—10,0 Не более 0,6 —
Х25СЗН Не более 0,35 2,5—3,5 23,0—27,0 0,7-1,3 —
Х25Т Не более 0,15 Не более 1,0 23,0—27,0 Не более 0,6 Титан до 0,8
Х18Н25С2 0,30—0,40 2,0—3,0 17,0—20,0 23,0—26,0 —
Х20Н14С2 Не более 0,20 2,0—3,0 19,0—22,0 12,0—15,0 —
Х25Н20С2 Не более 0,20 2,0-3,0 23,0—27,0 18,0—21,0 —
Х12ЮС 0,07—0,12 1,2—2,0 11,5—14,0 Не более 0,5 Алюминий 1,0—1,8
Х5М Не более 0,15 Не более 0,5 4,0—6,0 — Молибден 0,5-0,6
Х13Н7С2 0,25—0,37 2,0—3,0 11,5—14,0 6,0—7,5 —
1Х14Н14В2М Не более 0,15 Не более 0,8 13,0—15,0 13,0—15,0 Вольфрам 2,0—2,75, молибден 0,25—0,45
4Х14Н14В2М 0,40—0,50 Не более 0,8 13,0—15,0 13,0-15,0 Вольфрам 2,0—2,75, молибден 0,25-0,45
Х14Н14В2М 0,40—0,50 2,75—3,25 13,0—15,0 13,0—15,0 Вольфрам 1,75-2,75; молибден 0,25—0,40
Х6СМ Не более 0,15 1,5—2,0 5,0—6,5 — Молибден 0,45—0,60
Х7СМ Не более о,15 1,5—2,5 6,5—8,0 — Молибден 0,45—0,60
Х10С2М 0,35—0,45 1,9—2,6 9,0—10,5 > Не более 0,5 Молибден 0,7—0,9
Твердость нержавеющей стали, поставляемой
в отожженном состоянии
Марка стали Твердость по Бринелю
Диаметр отпечатка в мм Число твердости
1X13 4,4—54 121—187
2X13 4,3—5,3 126—197
3X13 4,2-5,2 131—207
4X13 4,0-5,0 143-229
Х17 4,3—5,3 126—197
Х18 Не менее 3,8 Не более 225
Х17Н2 4,3—5,3 126—197
Таблица 32
Химический состав сплавов, применяемых для электро-
нагревателей (по ГОСТу 2238-55)
Химический состав в %
Марки Углерод Крем- ний Марганец Хром Никель Прочие
Не более
Х15Н60 0,15 1,0 1,5 15,0—18,0 55,0—60,0 —
Х20Н8Э 0,15 0,5 1,5 20,0—23,0 75,0—78,0 Титан Не более 0,4
Х20Н80Т 0,12 0,8 0,7 19,0—23,0 Не менее 75
Х20Н80ТЗ 0,08 1,0 0,5 19,0—23,0 Остальное 2,0—2,4
XI3104 0,15 1,0 0,7 12,0—15,0 Не более 0,6 Алюминий 3,5—5,5
1Х17Ю5 0,12 1,2 0,7 16,0—19,0 Не более 0,6 4,0—6,0
0Х17Ю5 0,06 0,6 0,7 16,0—19,0 Не более 0,6 4,0—6,0
1Х25Ю5 0,12 1,2 0,7 23,0—27,0 Не более 0,6 4,5—6,5
0Х25Ю5 0,06 0,6 0,7 23,0—27,0 Не более 0,6 4,5—6,5
Химический состав и твердость инструментальной
углеродистой стали (по ГОСТу 1435-54)
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Марганец Прочие Диаметр отпе- чатка в мм, не менее Число твер- дости, не более
У7 0,65—0,74 0,20—0,40 со о О о & 4,4 187
У8 0,75—0,84 0,20—0,40 1 <и 1 « £ 4,4 •187
У8Г 0,80—0,90 0,35—0,60 2 ч 4,4 187
У9 0,85—0,94 0,15—0,35 о 5 S 4,35 192
У10 0,95—1,04 0,15—0,35 « о - я х сх 4,3 197
У11 1,05—1,14 0,15—0,35 « ~ о eg ю 4,2 207
У12 1,15—1,24 0,15—0,35 (D ОХ о СО Cl, 1) о о 4,2 207
У13 1,25—1,35 0,15—0,35 U G о 4,1 217
Высококачественная сталь при одинаковом содержании углерода отличается
от качественной уменьшенным содержанием серы — до 0,02, фосфора — до 0,03 и
незначительным изменением количеств марганца и кремния. Обозначается высоко-
качественная сталь У7А, У8А, УВГА и т. д.
Таблица 34
Химический состав и твердость инструментальной
легированной стали (по ГОСТу 5950-51 и заводским нормалям)
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Хром Вольфрам Прочие Диаметр отпечатка в мм Число твердости
7X3 0,60—0,75 3,2—3,8 — — 4,0—4,4 229—187
8X3 0,76—0,85 3,2—3,8 — — 3,8—4,2 255—207
65Х 0,60—0,70 0,50-0,75 — — Не менее 4,4 Не более 187
9Х 0,80—0,95 1,4—1,7 — — 4,1—4,5 217—179
X 0,95—1,10 1,3—1,6 — — 4,0—4,4 229—187
Х09 0,95-1,10 0,75—1,05 — — 4,0—4,5 229—179
Х05 1,25—1,40 0,4—0,6 — — 3,9—4,3 241 — 197
Х12 2,00-2,30 11,5—13,0 — — 3,7—4,1 269-217
Марка стали Химический состав в % Т вердость по Бринелю
Углерод Хром Вольфрам Прочие Диаметр отпечатка в мм Число твердости
Ф 0,95—1,05 — — Ванадий 0,2-0,4 4,1—4,5 217-179
В1 1,05—1,25 0,1—0,3 0,8-1,2 Ванадий 0,15—0,30 4,0—4,4 229—187
хг 1,3-1,5 1,3—1,6 — /Марганец 0,45—0,70 3,9—4,3 241—197
4XG 0,35—0,45 1,3—1,6 — Кремний 1,2—1,6 4,2—4,6 207—170
6XG 0,6—0,7 0,95—1,25 — Кремний 0,6-1,0 4,0—4,4 229—187
ХГС 0,95—1,1 1,4-1,8 — Кремний 0,5—1,0, марганец 0,8—1,2 3,8—4,2 255—207
9XG 0,85—0,95 0,95—1,25 — Кремний 1,2-1,6 3,9-4,3 241-197
8ХФ 0,75—0,85 0,5—0,8 — Ванадий 0,15-0,30 4,2—4,6 207—170
85ХФ 0,80—0,90 0,45—0,70 — Ванадий 0,15—0,30 4,2—4,6 207—170
4ХВ2С 0,35—0,44 _ 1,0—1,3 2,0—2,5 Кремний 0,6-0,9 4,1-4,5 217-179
5ХВ2С 0,45—0,54 1,0—1,3 2,0-2,5 Кремний 0,5-0,8 3,8-4,2 255-207
6ХВ2С 0,55—0,65 1,0—1,3 2,2—2,7 Кремний 0,5—0,8 3,6—4,0 285-229
5ХВГ 0,55—0,70 0,5—0,8 0,5-0,8 Марганец 0,9—1,2 4,1—4,5 217-179
9ХВГ 0,85—0,95 0,5—0,8 0,5-0,8 Марганец 0,9—1,2 3,9-4,3 241-197
ХВГ 0,90—1,05 0,9—1,2 1,2—1,6 Марганец 0,8-1,1 3,8-4,2 255-207
Марка стали Химический состав в % Твердость по Бринелю
Углерод Хром Вольфрам Прочие Диаметр отпечатка в мм Число твердости
ЗХ2В8 0,30—0,40 2,2—2,7 7,5—9,0 — 3,8-4,2 255—207
4Х8В2 0,35—0,45 7,0—9,0 2,0—3,0 — 3,8-4,2 255-207
ХВ5 Х12М 1,25—1,50 1,45—1,70 0,4—0,7 11,0—12,5 4,5-5,5 Ванадий 0,15—0,30 Молибден 3,6-4,0 3,8-4,2 285-229 255-207
5ХНМ 0,5-0,6 0,5-0,8 0,4—0,6, ванадий 0,15—0,30 Молибден 3,9-4,3 241-197
5ХГМ 0,5-0,6 0,6-0,9 0,15-0,30, никель 1,4—1,8 Молибден 3,9—4,3 241-197
5ХНТ 0,5—0,6 0,6-0,9 0,15-0,3, марганец 1,2—1,6 Никель 3,95—4,35 235—192
5ХНС 0,5—0,6 1,3-1,6 1,4-1,8, титан 0,1—0,2 Никель 3,8-4,2 255- 2и7
5X1ICB 0,5—0,6 1,3-1,6 0,4—0,6 0,8—1,3, кремний 0,6—0,9 Никель 3,8—4,2 255—207
5ХНВ 0,5-0,6 0,5-0,8 0,6-1,0 0,8-1,3, кремний 0,6-0,9 Никель 3,9—4,3 241-197
45ХНТ 0,43—0,5 1,2—1,4 1,4—1,8 Никель Не менее Не более
45ХНВ 0,43-0,5 0,5-0,8 0,6-1,0 1,5-2,0, титан 0,03—0,12 Никель 3,9 Не менее 241 Не более
Х12Ф1 1,45—1,70 11,0-12,5 — 1,5—2,0 Ванадий 0,7—0,9 3,9 3,8—4,2 241 255-207
Химический состав и твердость быстрорежущей стали
(по ГОСТу 5952-51)
Марка стали Химический состав Твердость по Бринелю
Углерод Хром Вольфрам Ванадий Молибден Диаметр отпечат- ка в мм Число твердо- сти
Р18 Р18М 0,7—0,8 0,7—0,8 3,8—4,4 3,8—4,4 17,5-19,0 15,5-18,4 1,о—1,4 1,0-1,4 Не более 0,3 0,3-1,0 СЧ 8
Р9 0,^5—0,95 3,8—4,4 8,5—10,0 2,0—2,6 Не более 1 ОО 1 ю
Р9М ЭИ347 0,85—0,95 0,7—0,8 3,8—4,4 4,0—4,6 7,3—9,4 8,5-10,0 2,0—2,6 1,3—1,7 0,3 0,3-0,6 со ю сч
Таблица 36
Температуры критических точек стали при нагревании
Температура в °C Температура в °C
Марка стали Ас» Марка стали ЛС1 Лс,
Углеродистая конструкцией- 50Г 720 770
ная сталь 60Г 726 765
08 732 874 65Г 724 750
10Г2 720 830
10 732 874 30Г2 715 805
15 735 863 35Г2 713 794
20 735 854 40Г2 710 78)
25 735 840 45Г2 713 766
30 732 813 50Г2 , 710 750
35 730 810 Л 53 >750
40 730 800 Л 65 >740
45 725 780
50 55 725 727 - 770 774 Легированная конструкционная сталь
60 727 766
65 727 752 15Х 735 870
70 730 743 20Х 740 840
15Г 735 863 ЗОХ 740 815
20Г 720 854 35Х 740 815
зог 720 820 38ХА 740 815
40Г 720 790 40Х 740 800
Температура в °C Температура в °C
Марка стали ЛС1 Ас3 Марка стали Ас А?з
45Х 721 771 12ХН2 720 840
50Х 721 771 12ХНЗ 715 820
5502 775 840 20ХНЗА 710 790
60С2 750 820 ЗОХНЗ 710 780
15ХФ 770 850 37XH3A 710 760
20ХФ 760 840 12Х2Н4 715 820
40ХФА 750 800 35ХЮА 780 900
50ХФА 750 790 38ХМЮА 780 900
15М 730 930 35ХМФА 740 840
зом 740 815 13ХНВА 710 820
15ХМА 740 860 18ХНВА 710 800
20ХМ 735 840 ЗЗХНЗМА 720 790
ЗОХМ 735 820 18ХНМА 710 800
35ХМ 735 810 35ХНМ 730 810
35X2 МА 715 776 40ХНМА 710 790
33XG 750 850 45ХНМФА 720 820
37XG 763 850
40XG 750 840
20ХГ 765 838
40ХГ 740 820 Автоматная сталь
50ХГ 750 775
35ХГ2 720 800 А12 735 866
18ХГТ 730 850 А20 735 843
40ХГТ 745 830
18ХГМ 740 830
38ХГМ 27СГ 750 780 880 Шарикоподшипниковая сталь
35СГ 750 830 ШХ6 730—740 880 Аст
27СГТ 20ХГС 710 750 900 860 ШХ9 730—755 п 890 АСт
25XTG 750 850 ШХ15 730—765 900 АСт
ЗОХГС 750 840 ШХ10 740—760 800 Др
35ХГС 750 830 "з
25Н ЗОН 720 710 820 800 Нержавеющие стали
13Н5А 700 800 1X13 730 850
21Н5А 700 780 2X13 820 950
ЗОНЗА 700 780 3X13 800
15НМ 725 800 4X13 820 1200
40НМ 715 776 Х17 880
20ХН 715 810 Х18 830—865
40ХН 715 780 X9G2 900 970
50ХН 715 760 X10G2M 850 950
Марка стали Температура в °C Марка стали Температура в °C
АСз Ас Ас»
Углеродиста нс У7 У8-У13 Легированна HI Х05 X 9Х 7Х 7X3 ХГ 9ХС В1 В2 9ХВГ я инструл хя сталь 730 730 я инструм 1я сталь 740 750 750 750 770 750 785 750 765 750 1 11 i 1 1 1 1 1 1 1 111 1§ . хвг ХВ5 ЗХ2В8 4Х8В2 4XB2G 5XB2G 5ХНМ 5ХГМ 4ХС Х12 Х12М Х09 Ф Быспц Р9 ] Р18 1 755 760 830 820 780 775 730 740 770 810 810 750 735 юрежущая 1810-8401 1 820—840 1 840 820 780 770 860 сталь
5. Примерные назначения марок сталей и сплавов
Марки сталей
Назначение
10, 15, 20, 25,
30, Ст. 1, Ст. 2,
Ст. 3, Ст. 4,
Ст. 5, 15Г, 20Г
35,40, 45, 50,
Ст. 6, ЗОГ, 40Г,
50Г, 30Г2, 40Г2,
45Г2, 50Г2
Конструкционная углеродистая сталь:
Детали машин, термически необрабатываемые,
работающие с малой нагрузкой, — шпильки, винты,
гайки, штифты, фланцы, стяжки, ролики, крышки
и др. Детали машин, требующие высокой поверх-
ностной твердости и подвергающиеся цементации —
шестерни, шпиндели, валики, пальцы, оси, сухари и
т. д. Измерительный инструмент—цементуемые скобы
и шаблоны. Ст. 30 и Ст. 5 применяют для цемен-
тации крупных, несложных по конфигурации деталей.
Детали машин, работающие со средней нагрузкой.
Применяются как в нормализованном, так и в
улучшенном (закалка и высокий отпуск) состоянии —
детали крепежа, тяги, рычаги, шпиндели, шестер-
ни, валы, упоры, диски, шатуны, муфты, штоки и
т. п., плоскогубцы, ручные тисочки, отвертки, га-
ечные ключи, кулачки токарных патронов, путевой
инструмент. Сталь с повышенным содержанием
55, 60, 65, 70,
Ст. 7, 60Г, 65Г,
70Г
13Х, 20Х,
20X3, 15ХФ,
20ХФ, 15ХГ.
20ХГ, 18ХГТ.
18ХГМ,13Н2А,
15ХН,
20ХН, 12ХМ,
15ХМ, 20ХМ
12ХН2,
12ХНЗ, 12Х2Н4,
I2X2H3MA,
13Н5А, 13ХНВА,
13ХНМА,
18ХНВА,
18ХНМА,
20ХНЗА,
20Х2Н4А,
18Х2Н4МА
38ХА, 40Х,
45Х, 50Х, 40ХГ,
40ХН, 45ХН,
40ХМФА,50ХМФА,
35ХГС,
35ХМФА, ЗОХМ,
35ХМ, 35Х2МА,
25Х2МФА, ЗОМ,
35ХГ2
37XH3A,
40ХНМА
45ХНМФА
34ХМ, 34ХН1М,
марганца глубже прокаливается и имеет после улуч-
шения более высокую твердость и прочность, чем
углеродистая сталь с таким же содержанием угле-
рода. Это следует учитывать при выборе марки
стали.
Цанговые патроны, пружины цилиндрические и
пластинчатые, пружинные шайбы, кольца разжим-
ные, рессоры, строительный и шорный инструмент.
Лучшими пружинными свойствами обладает марган-
цовистая сталь.
Конструкционная легированная сталь:
Цементуемые детали машин повышенной прочнос-
ти, работающие при больших скоростях и нагруз-
ках—шестерни, валы, оси, червяки, шпиндели, плун-
жеры, толкатели, копиры, поршневые пальцы,
шкворни, крестовины сельскохозяйственных машин
и т. п. Измерительный цементуемый инструмент
длинный, сложной конфигурации
Крупные сильнонагруженные детали, работающие
при больших скоростях и ударных нагрузках. После
цементации и закалки обладают твердой износо-
устойчивой поверхностью и весьма прочной и вяз-
кой сердцевиной — шестерни, валы, червяки, ку-
лачковые муфты, поршневые пальцы, шатуны, де-
тали виброножниц, шпиндели автоматов и т. п.
Последние пять марок применяются также в улуч-
шенном состоянии.
Сильно нагруженные улучшаемые детали, рабо-
тающие при повышенных изгибающих нагрузках и
малых скоростях, а также цианируемые детали и
детали после закалки и низкого отпуска, работаю-
щие при больших скоростях и нагрузках и при
отсутствии сильных ударов, — шестерни, валы, оси,
шпиндели, муфты, роторы гидронасосов, ответствен-
ные детали крепежа. Чем более легирована сталь,
тем для более ответственных и крупных деталей
она предназначается.
Наиболее нагруженные, ответственные 'детали —
шестерни, шпиндели, валы, пальцы включения прес-
сов и т. д. Детали сложной конфигурации, требу-
ющие возможно меньшего габарита.
Крупные сильнонагруженные детали — шпиндели,
торсионные валы и т. п.
Диски турбин, турбинные валы и роторы.
I
Марки сталей Назначение
34ХН2М, 34XH3M, 34X2H3M, 34ХНЗМФ, 35ХМА. ЗЗХНЗМА ЗОХ, 35Х Диски .турбин, турбинные валы и роторы . Оси, валики, балансиры, шестерни, крепежные детали, шестерни автокранов и т. д.
ЗЗХС, 37ХС, 40ХС Детали высокой прочности и вязкости с высоким сопротивлением скручивающим усилиям — торсион
27СГ, 35СГ ные валы, кривошипы, оси, звенья цепей и т. д. Оси, валы, шатуны, кривошипы, лопаты горных машин и др. детали с повышенной вязкостью и из- носостойкостью.
25ХГС, ЗОХГС Валики, шестерни, дышла, штоки, детали ответ- ственного крепежа, ответственные сварные и штампо- ванные детали, лопаты горных машин.
35ХЮА, 38ХМЮА Азотируемые детали, работающие на износ, с по- вышенной коррозионной стойкостью — шпиндели, валы, коперы, плунжеры, измерительный иструмент.
25Н, ЗОН Ответственные детали с большим сопротивлением ударной нагрузке при высокой твердости — колен- чатые валы, оси, шатуны, шестерни, роторы и т. п Шарикоподшипниковая сталь:
ШХ6 ШХ9 ШХ15 Шарики до 13,5 мм, ролики до 10 мм. Шарики от 13,5 до 22,5 мм, ролики от 10 до 15 мм. Шарики от 22,5 до 50 .юи, ролики от 15 до 35 мм. Кольца с толщиной стенки до 20—30 мм.
ШХ15СГ Шарики свыше 50 мм, ролики свыше 35льи, коль- ца с толщиной стенки свыше 20—30 мм.
ШХ10 Проволока плоская для витых роликов. ’ Износоустойчивая сталь:
Г13 Детали машин, работающие в условиях сильных ударных нагрузок, —звенья гусениц и другие дета- ли экскаваторов, щеки и плиты дробилок, козырьки, ковши, звенья для землеройных машин, переводные стрелки, железнодорожные крестовины. Магнитная сталь:
ЕХ ЕХЗ, Е7В6 Роторы двигателей внутреннего сгорания. Магниты в телефонных аппаратах, электросчетчи ках и т. п.
ЕХ5К5, ЕХ9К15М Значительно более мощные магниты для прибо ров навигационной службы и т. п.
Э1, Э2
ЭЗ, Э4
Э, ЭА ЭАА
45Н, 50Н
50НП, 65НП
38НХС, 42НС
50НХС
79НМ,
8ЭНХС, 79НМА
1X13, 2X13
3X13, 4X13
Х17, Х25,
Х28, Х17Н2
Листовая электротехническая сталь:
Якоря и полюсные наконечники электрических
машин постоянного тока.
Статоры и роторы электрических машин перемен-
ного тока, магнитопроводы трансформаторов, элек-
тромагниты в приборах переменного тока.
'Низкоуглеродистая электротехническая сталь:
Магнитопроводы реле, экраны низкочастотной
аппаратуры и т. п.
Сплавы с высокой магнитной проницаемостью:
Для сердечников силовых трансформаторов, дрос-
селей, реле и деталей магнитных цепей, работаю-
щих при повышенных индукциях, преимущественно
без подмагничивания или с небольшим подмагничи-
ванием.
Для сердечников магнитных усилителей, дроссе-
лей, переключающих устройств, элементов вычисли-
тельных аппаратов и т. п.
Для сердечников импульсных трансформаторов
и аппаратуры связи звуковой и высокой частоты,
работающих без подмагничивания или с небольшим
подмагничиванием.
Для сердечников малогабаритных трансформато-
ров и дросселей сердечников, реле и для магнит-
ных экранов.
Нержавеющие, жаропрочные стали:
Нержавеющая сталь. Детали средней и
повышенной твердости при хорошей пластичности,
подвергающиеся ударным нагрузкам.
Турбинные лопатки, клапаны и рубашки насо-
сов, шток, предметы домашнего обихода.
Нержавеющая сталь. Детали повышен-
ной и высокой твердости, не подвергающиеся удар-
ным нагрузкам. Клапаны, детали гидравлических на-
сосов, пружины, измерительные инструменты при
работе во влажной атмосфере, детали прессформ
для литья под давлением. Сталь хорошо сопротив-
ляется износу.
Окалиностойкая, кислотостойкая
сталь. Изделия, не подвергающиеся нагрузкам.
Оборудование заводов по выработке азотной и фос-
форной кислот. Оборудование кухонь, столовых,
консервных заводов и т. п.
Марки сталей Назначение
Х18 Нержавеющая сталь. Детали высокой твердости, подвергающиеся сильному износу. Шари- коподшипники для нефтяного оборудования, ножи высшего качества, втулки и т. п.
Х14 Нержавеющая сталь. Детали с повышен- ной стойкостью против истирания. Сталь хорошо обрабатывается на автоматах.
ОХ18Н9 Немагнитная кислотостойкая сталь. Присадочный материал для газовой
1Х18Н9, 2Х18Н9 электродуговой сварки хромоникелевой стали. Немагнитная кислотостойкая сталь. Штоки, клапаны, болты, гайки, поплавки гидросамолетов, электродная проволока, материал для отделки зданий, немагнитные части аппаратуры
Х23Н13, Х23Н18, Х25 судов. Окалиностойкая, жаропрочная немагнитная сталь. Чехлы к термопарам, цементационные ящики, муфели печей, электроды печей-ванн и т. п.
Х6С Окалиностойкая сталь. Детали котлов, работающие с повышенной нагрузкой при температу- ре до 750°.
Х9С2 Окалиностойкая сталь. Клапаны авиа- моторов, детали, работающие с пониженной нагруз- кой при температуре до 800°. Хорошо обрабатывае-
Х25СЗН (ЭИ261) Х5М, Х6СМ, Х7СМ тся резанием. Окалиностойкая, жаропрочная сталь. Жаропрочная сталь. Жаропрочна до 600—650°. Трубы, детали насосов, задвижки, подвес- ки и опоры котлов, работающих в нагруженном со стоянии.
Х13Н7С2 Жаропрочная, окалиностойкая сталь. Жаропрочна до 700°. Выпускные клапаны
X18H25G2, Х20Н14С2, Х25Н20С2 моторов, печная арматура, муфели к т. п. Жаропрочная, ' окалиностойкая сталь. Жаропрочна до 800°. Сильно нагружен- ные детали: печные конвейеры, цементационные ящи- ки, крепежные детали, работающие при значите ль ном давлении и высоких температурах.
Марки сталей Назначение
1Х18Н9Т Кислотостойкая, жаропрочная немагнитная сталь. Сварные детали кон- струкций, работающие в условиях нагрева; выхлоп- ные патрубки, коллекторы, специальные трубопро- воды, баки и аппараты в азотной, лакокрасочной, угольной, молочной, пивоваренной, пищевой промыш- ленности.
4Х14Н14В2М Жаропрочная, окалиностойкая немагнитная сталь.
1Х14Н14В2М Жаропрочна до 800°. Клапаны моторов, детали паровых и газовых трубопроводов, лопатки турбо
Х18Н11Б компрессоров и газовых турбин. Кислотостойкая немагнитная сталь. Сварная аппаратура, которая после сварки не может быть обработана, выхлопные патрубки,
Х13Н4Г9 коллекторы, специальные трубопроводы. Кислотостойкая немагнитная сталь. Клапаны, детали топочной аппаратуры, глушители.
Х10С2М Жаропрочная сталь. Жаропрочна до 65Э°С. Клапаны моторов.
Х12ЮС Окалиностойкая сталь. Детали, рабо- тающие с пониженной нагрузкой при температуре до 900°.
Х18Н12М2Т, Х18Н12МЗТ Кислотостойкая немагнитная сталь. Устойчива против сернистой, кипящей фос- форной, муравьиной и уксусной кислот, а также горячих растворов белильной извести и сульфитно- го щелока.
Х14Н14СВ2М Жаропрочная немагнитная сталь. Выпускные клапаны моторов и т. п. Инструментальная углеродистая сталь:
У7 и У7А Слесарные зубила, крейцмессели, несложные куз- нечные штампы, обжимки, отвертки, центра токар- ных станков, кровельные ножницы, бурава, клей- ма, кернера, штампы по коже, комбинированные плоскогубцы, кусачки, молотки, кузнечные пробой- ники, зубила, обжимки, пневматический инструмент, медницко-жестяницкий инструмент, деревообделочные строгальные ножи, топоры плотничьи, сверла витые, клещи столярные и строительный инструмент.
У8, У8А, У8Г То же, что из У7, кроме того, ножи по металлу, цанговые патроны, несложные штампы для холод- ной штамповки, железки для рубанков.
У9 и У9А
У10, У10А,
УН, У11А, У12
и У12А
У13 и У13А
7X3 и 8X3
9Х
Х09
X и ШХ15
Х05
Х12 Х12М и
Х12Ф1
Полотна ножовочные, штампы для холодной штам-
повки, центра, деревообделочный инструмент—свер-
ла спиральные, фрезы насадные, ножи строгальные,
долота, топоры, стамески, железки для рубанков,
зубила по каменным породам.
Металлорежущий инструмент небольших размеров
несложной формы, работающий в условиях незначи-
тельных нагрузок — резцы круглые, фрезы отрезные
и концевые, сверла, развертки, метчики, плашки
круглые (лерки), напильники, ножовочные полотна,
шаберы, штампы для холодной штамповки, пилы по
дереву ручные, поперечные и ленточные. Измери-
тельный инструмент. Выбор какой-либо из этих ма-
рок стали производится в зависимости от характер а
работы инструмента.*
Шаберы, бритвы, гравировальный инструмент, во-
лочильный инструмент для обработки твердого
камня.
Инструментальная легированная сталь:
Матрицы для горячей высадки, матрицы к пуан
соны при горячей гибке, работающие при нагревз
не выше 500° и без значительных ударных нагру
зок.
Валки холодной прокатки, дрессировочные валки,
клейма, пробойники, холодновысадочные матрицы и
пуансоны.
Штампы холодной штамповки, измерительный ин
струмент.
Круглые резцы, фрезы, сверла, развертки, плаш
ки круглые, метчики, измерительный инструмент,
штампы холодной штамповки, пилы по дереву.
Сталь ШХ15 по качеству превосходит сталь X.
Шаберы, гравировальный инструмент, острый хи-
рургический инструмент, бритвы, волочильный ин-
струмент.
Протяжки, накатные плашки к ролики, инстру-
мент для волочения, ножи для прессов и ножниц
при холодной резке металлов, сложные штампы
для холодной штамповки. Сталь Х12 предназначен!
для инструментов, в которых допустима невысокая
вязкость и которые не подвергаются сильным уда-
рам и толчкам.
♦ Для инструмента, испытывающего в процессе работы небольшие удары, сле-
дует применять сталь с меньшим содержанием углерода. Инструмент, требующий
высокой твердости и не испытывающий ударов, изготовлять из сталей с большим
содержанием углерода.
Марки сталей Назначение
хг Длинный, а также сложной конфигурации инстру- мент, для которого при закалке допускается незна- чительная деформация: режущий, работающий при незначительной нагрузке — фрезы, метчики, круглые плашки, развертки, протяжки и т. п., измеритель- ный инструмент, штампы для холодной штамповки, прессформы для пластмасс, фрезы для обработки де- рева, кондукторные втулки.
В1 Сверла, метчики, развертки, ножовочные полотна, роликовые ножи.
ХВ5 Режущий инструмент при обработке весьма твер- дых металлов с небольшой скоростью резания.
5ХВГ Штампы сложной формы для холодной и горячей штамповки, для которых допускается лишь незна- чительное коробление.
9ХВГ Режущий и мерительный инструмент сложной формы. Штампы для холодной штамповки со слож- ной фигурой, для которых допускается лишь незна- чительное коробление. Длинные ножи для холодной резки металла.
ХВГ Режущий и мерительный инструмент . длинный, сложной конфигурации, для которого допускается лишь незначительное коробление.
Ф Метчики, круглые плашки, чеканные штампы для тонких изделий, штампы для изготовления болтов, гаек и заклепок.
8ХФ Ножи для холодной резки металла, штампы для холодной обрезки заусенцев, кернеры.
85ХФ Деревообделочный инструмент — пилы, фрезы, ножи ит. п., ножи бумажного производства.
4XG Штампы для горячей штамповки, ножи для хо- лодной и горячей резки металлов, пневматический
6ХС инструмент. Ножи для горячей и холодной резки металла, небольшие штампы для холодной штамповки, пнев-
9ХС матический инструмент. Режущий инструмент, предпочтительно шлифуе- мый—сверла, центровки, фрезы, развертки, зенкеры, метчики, протяжки. Штампы для холодной штам- повки.
ХГС 4ХВ2С Измерительный инструмент. Прессформы для литья сплавов под давлением с невысокой температурой нагрева, штампы для горя- чей штамповки, ножи для горячей резки металла, пневматический инструмент.
Марки сталей Назначение
5ХВ2С Штампы для горячей и холодной штамповки, но- жи для горячей и холодной резки, прессформы для литья легкоплавких сплавов, ролики для накатки
6ХВ2С резьбы. Штампы для горячей и холодной штамповки, ро- лики для накатки резьбы, деревообделочный инстру- мент.
ЗХ2В8 Прессформы для литья под давлением алюминие- вых и медных сплавов, штампы для горячей штам- повки и ножи для горячей резки металла, работа- ющие в весьма тяжелых условиях и при высоком
4Х8В2 нагреве. Прессформы для литья цветных сплавов, штампы для горячей штамповки, работающие в тяжелых
5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНТ, 5ХНС, 5ХНВ, 5ХНСВ 45ХНТ, 45ХНВ условиях при повышенном нагреве. Ковочные штампы. Литые штампы для горячей штамповки.
Р18, Р9 и ЭИ347 Режущий инструмент на тяжелых работах в усло- виях высокого разогрева режущей кромки. При вы- боре марки стали для того или иного инструмента необходимо учитывать следующие особенности: Р18 хорошо сопротивляется ударной нагрузке, хорошо шлифуется, Р9 хуже сопротивляется ударной нагруз- ке, плохо шлифуется. ЭЙ347 шлифуется лучше, чем Р9, но имеет малый интервал закалочных температур.
Г лава fV
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ
1. Нагрев стали
Термическая обработка заключается в нагреве до определенной
температуры, выдержке и охлаждении металлов и сплавов с разной
скоростью с целью изменения их структуры и свойств.
Каждый вид термической обработки состоит из следующих опе-
раций: 1) нагрева до заданной температуры; 2) выдержки для про-
грева и завершения структурных превращений и 3) охлаждения с
требуемой скоростью.
Скорость нагрева зависит от химического состава, конфигурации
и величины изделия.
А. При нагреве в пламенных печах и электропечах загружать
в нагретую до Заданной температуры печь можно: 1) изделия из
малоуглеродистой стали вне зависимости от структуры, конфигура-
ции и размера; 2) мелкие и средней величины изделия из прочих
сталей, находящиеся в отожженном или нормализованном состоянии.
Изделия с весьма резкими переходами, крупные, а также любые
изделия в случае повторной закалки следует нагревать замедленно,
производя посадку в печь, которая предварительно охлаждена.
Б. При нагреве в соляных и свинцовых ваннах загружать в на-
гретую до заданной температуры ванну можно: 1) изделия из мало-
углеродистой стали вне зависимости от структуры, конфигурации
и объема; 2) изделия из прочих сталей весьма простой конфигура-
ции, не имеющие переходов (валки, ролики, резцы с наварными
пластинками и т. п.).
Все прочие изделия следует нагревать с подогревом примерно до
500—800°С. Подогрев можно производить как в отдельных печах,
так и в закалочной печи-ванне путем многократного (в зависимости
от величины) погружения изделия в расплавленную соль (табл. 37)
или свинец на 2—3 сек. Изделия из быстрорежущей стали весьма
сложной формы нагревают с двумя подогревами до 600 и 850°С.
Ориентировочное время нагрева в различных печах можно опре-
делить, пользуясь табл. 38.
На время нагрева влияет много факторов, как-то: количество
изделий, помещенных в печь, зависимость от объема рабочего прост-
ранства печи, расположение изделий в печи — навалом или с омы-
ванием горячими газами каждого изделия, температура, при кото-
рой производится загрузка, равномерность нагрева печи, неплот-
ность прилегания крышки и т. п. Практически время нагрева следует
определять на месте с учетом приведенных выше факторов*
Температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения
определяются маркой стали и видом термической обработки.
Таблица 37
Наиболее употребительные составы солей, применяемые для нагрева
в соляных ваннах при закалке
Составляющие смеси Химиче- ская формула Bec в % Темпера- тура плавления в °C Рекомендуе- мые темпера- турные интер- валы работы в °C
Поваренная соль Кальцинированная сода NaCl Na2CO3 50 50 560 590-900
Поваренная соль Хлористый кальций NaCl СаС12 50 50 595 630—850
Поваренная соль Хлористый барий NaCl ВаС12 22,5 77,5 635 665-870
Поваренная соль Хлористый калий NaCl КС1 44 56 660 720—900
Поваренная соль NaCl 100 800 830—1100
Хлористый барий BaCl2 1 100 962 I 1100-1350
Таблица 38
Ориентировочное время нагрева изделий в различных печах
Температура печи в °C Время нагрева 1 мм диаметра или толщины изделия в сек.
круглое сечение квадратное сечение прямоуголь- ное сечение
Электропечь 800 40—50 50—60 60-75
Нефтяная печь 800 35—40 45-50 55-60
Соляная ванна 800 12—15 15—18 18—22
Свинцовая ванна 800 6-8 8—10 10-12
Соляная ванна 1300 6—8 8-10 10-12
2. Окисление и обезуглероживание при нагреве
Печные газы действуют на нагретую сталь, окисляя и обезугле-
роживая ее. Соединение кислорода печных газов с железом вызы-
вает образование окалины, а соединение его с углеродом стали —
обезуглероживание.
Лучшим способом предохранения изделия от окисления и обез-
углероживания является применение муфельных печей при введении
в муфель нейтральных газов.
Наиболее распространена в практике термических цехов защит-
ная атмосфера, состоящая из газов СО, СО2, Н2, N2.
Защитные атмосферы приготовляют частичным сжиганием коксо-
вального, генераторного, природного и других газов, очисткой от
СОг и тщательной осушкой от паров воды.
Фиг. 5. Дырчатый стакан для раскисления соляных ванн.
При отсутствии установки для изготовления защитной атмосферы
производят упаковку изделий в ящики с твердой изолирующей сре-
дой. В качестве твердой изолирующей среды применяют: 1) отрабо-
танный карбюризатор; 2)' чугунную стружку свежую или с добавкой
50% использованной; 3) пережженный асбест и т. п.
Чистый древесный уголь не защищает от обезуглероживания
сталь с высоким содержанием углерода.
Инструменты из быстрорежущей и высокохромистой стали предо-
храняют от обезуглероживания предварительным погружением в
насыщенный раствор буры.
При нагреве бура расплавляется, покрывает тонким слоем по-
верхность изделия и этим предохраняет его от действия окисляющей
среды.-
Для предохранения нагреваемых деталей от окисления в печи
возле дверцы кладут древесный уголь.
Весьма мелкие детали предохраняют от образования окалины
погружением в следующий раствор: 1 часть хлористого кальция рас-
творяется в 25 частях воды, после кипения раствору дают остыть,
затем прибавляют 2 части размолотого плавикового шпата,
Соляные ванны для предохранения от обезуглероживания сле-
дует раскислять два-три раза в смену, добавляя в расплавленную
соль молотый 75% ферросилиций в количестве 200—300 г на ванну
СПЗ-75, борную кислоту, желтую или красную кровяную соль в ко-
личестве 40—50 г на ванну. Раскисление хлорбариёвой ванны про-
изводится при температуре 1300—1320°. После заброса раскислите-
ля ванна выдерживается 15—25 мин., после чего очищается от шла-
ка и температура снижается до требуемой.
Большое распространение получает метод раскисления соляных
ванн древесным углем. Дырчатый стакан с приваренной ручкой
(фиг. 5) наполняют древесным углем и опускают в расплавленную
соль. В момент опускания появляются большие языки пламени, ко-
торые в течение 15—20 мин. постепенно уменьшаются и исчезают, что
указывает на окончание раскисления (в смену рекомендуется рас-
кислять 2—3 раза).
Проверку соляных ванн на раскисленность можно произвести при
помощи лезвий безопасных бритв. При этом лезвие, прогретое в
течение 3—5 мин. в хорошо раскисленной ванне и закаленное в воду,
должно ломаться, а не гнуться [23].
Раскисление щелочных ванн производится путем заброса на по-
верхность ванны желтой кровяной соли в количестве 0,2—0,3% от
веса щелочи. При раскислении ванну следует перемешивать в тече-
ние 15—20 мин., после чего очистить от шлака.
В свинцовых ваннах для защиты от окисления на поверхность
забрасывают древесный уголь толщиной 15—20 мм.
Предохранение от обезуглероживания напильников производят
путем нанесения обмазок (табл. 39).
Таблица 39
Составы обмазок, применяемые для предохранения от обезугле-
роживания при закалке напильников
Наименование материала Состав в %
№ 1 №2
Рог молотый 30 45
Желтая кровяная соль 3 4,5
Соль поваренная 38 45
Селитра 12 —
Мука 17 1,5
Клей столярный — 4
Ленинградский завод в качестве защитной обмазки применяет
наждачный порошок № 100. Напильники смачивают столярным кле-
ем, посыпают наждачным порошком толщиной слоя 1,0—1,5 мм
и сушат.
Простым гарантирующим средством является травление напиль-
ников перед закалкой в течение 10—15 мин. в следующем растворе
кислот по объему: серной кислоты (концентрированной) —7%, азот-
ной кислоты (концентрированной)—7%, воды — 86%, После трав-
ления напильники сушат возле печи.
Ориентировочная таблица для выбора вида отжига
Таблица 40
Вид отжига Для каких сталей применяется^ Температура нагрева в °C Скорость охлаждения Назначение
Полный Доэвтектоидных, эвтектоидных, мелкого и средне- него стального литья Ас„ + 20 30° Ас, + 20 4- 30° До 500—600°С: 1. Для углеродистых сталей 50—100° в час 2. Для легированных сталей 20—60° в час 1. Уменьшение твердости 2. Снятие напряжений 3. Исправление структу- туры
Неполный Доэвтектоидных Между АС1 и АСз Такая же, как и при полном отжиге 1. Уменьшение твердо- сти 2. Снятие напряжений
Сфероидизация (отжиг на зерни- стый перлит) Заэвтектоидных Ас, + 10 4-20 До 500—600° со скоростью 20—30° в час 1. Уменьшение твердо- сти 2. Улучшение обраба- тываемости режущим инструментом 3. Улучшение обрабаты- ваемости при холод- ной протяжке 4. Подготовка структу- ры к последующей закалке
* Изотермический В основном ле- гированных 1. Ас, + 20 ч- 30° 2. Ас, — 204-30° Быстрая до темпе- ратуры —20-4-30°, выдержка при этой температуре, охлаж- дение на воздухе Такое же, как и пол- ного отжига
Диффузионный (гомогенизация) Крупного сталь- ного литья и слитков Аса + 150-4-250° С печью Устранить грубую литую структуру, ликвацию
Высокий отпуск (низкотемпера- турный отжиг) Заэвтектоидных. Высоколегирован - ных конструкцион- ных сталей Ае1 - 15 4-30° С печью или на воздухе 1. Уменьшение твердости 2. Уменьшение напря- жений 3. Улучшение обраба- тываемости
Рекристаллизацион- ный Любых после де- формации при низких температу- рах См. табл, на стр. 68 Восстановление струк- туры после наклепа
Примечания. 1. Сфероидизация производится также в виде маятникового
или циклического отжига по схеме, указанной на фиг. 6. 2. Быстрое охлажде-
ние от температуры первого нагрева до изотермической выдержки осуществляе-
тся путем переноса деталей в печь с заданной температурой или же путем ос-
тывания в печи с открытой дверцей. 3. Высокий отпуск является единственным
видом смягчающей операции хромоникельвольфрамовой, хромоникельмолибде-
новой конструкционных сталей.
о
Фиг. 6. Схема циклического
(маятникового) отжига.
Жт 730-790
fl, 680-690
3. Отжиг
Отжиг применяется для уменьшения твердости, снятия напряже-
ний, исправления структуры, устранения наклепа, улучшения обраба-
тываемости. Для определения необходимого вида отжига можно
пользоваться данными, приведенными в табл. 40.
Рекристаллизационный отжиг холоднодеформированной стали
Марки стали Температура нагрева в °C Охлаждающая среда
У7—У13, У8Г, Ф, В1, 08-70, 15Г-70Г 10Г2-50Г2, 70С2ХА, ЕХЗ 680 Воздух
ШХ6—ШХ15, ШХ15СГ, 40Х, 38ХА, 20X3, 40ХФА, 38ХМЮА, ЗОХГСА, X, 9Х, ХО5, 7X3, 8X3, 9ХС, ХГС, 4ХС, ХГ, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С, ХВГ, ХВ5 700 Воздух
Р9, Р18, ЭИ347 760—780 Вода
Х12, Х12М, Х12Ф1, Х18 730—750 Вода
Х9С2, Х10С2М, Х17 850 Вода
1X13, 2X13, 3X13, 4X13 720 Воздух
ОХ18Н9, 1Х18Н9, 1Х18Н9Т Х13Н4Г9, Х18Н11Б, 2Х18Н9, Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80МЗ, 4Х14Н14В2М, Х18Н25С2, Х13Н7С2 850 Вода
12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20ХНЗА, ЗОХНЗА, 37XH3A, 40ХНМА 660 Воздух
18ХНВА, 25ХНВА, 20ХН4ФА 640 Воздух
Х13Ю4, 1Х17Ю5, ОХ17Ю5, 1Х25Ю5.ОХ25Ю5, Х25, Х27, Х28, Х25Т. 700 Вода
Примечание. Выдержка при температуре рекристаллизации при открытом
нагреве до одного часа.
4. Нормализация ,
Нормализация применяется для исправления структуры перегре-
той стали, снятия внутренних напряжений и улучшения обраба-
тываемости конструкционных углеродистых и низколегированных
сталей.
Для нормализации изделия нагревают на 30—50° выше Ас3 а. за-
тем охлаждают на спокойном воздухе.
При необходимости увеличить глубину прокаливаемости углеро-
дистых инструментальных сталей их также подвергают нормализа-
ции.
Сопоставление твердости углеродистых сталей в отожженном и
нормализованном состоянии указано в табл. 41.
Таблица 41
Твердость но Бринелю сталей в отожженном
и нормализованном состоянии
Состояние Конструкционная сталь
Низкоугле- родистая Среднеугле- родистая Высокоугле- родистая
Отожженная 125 160 185
Нормализованная 140 190 230
5. Закалка
Закалка применяется для придания стали наибольшей твердо-
сти. Для закалки доэвтектоидную сталь нагревают на 20—30°С выше
Асъ> а эвтектоидную и заэвтектоидную — на 20—ЗО^С выше Асх и
после выдержки быстро охлаждают. В зависимости от химического
состава объема и конфигурации изделия охлаждают в воде, масле
или на воздухе.
Охлаждение изделий при закалке. Скорость охлаждения при за-
калке должна обеспечить превращение аустенита в мартенсит. На
практике требуемая скорость достигается охлаждением углеродистых
сталей в воде, легированных, в зависимости от состава,— в воде,
в масле, керосине и между плитами, а для некоторых сортов высоко-
легированной стали — охлаждением на воздухе (табл. 42).
Таблица 42
Скорость охлаждения стали в различных закаливающих средах
(по С. С. Штейнбергу)
Охлаждающая среда Скорость охлаждения в секунду при температуре
650-550° 300—200°
Вода 18° 600 270
» 26° 500 270
» 50° 100 270
» 74° - 30 200
Раствор в воде 18°—-10% едкого натрия 1200 300
Раствор в воде 18°—10% поваренной соли 1100 300
Раствор в воде 18°—10% соды 800 270
Раствор в воде «18°—10% серной кислоты 750 300
Мыльная вода 30 200
Минеральное масло 100—150 20—50
Керосин . 160—180 40—60
Медные плиты 60 30
Железные плиты . , 35 15
Таблица 43
Масла, применяемые для
изотермической и ступенчатой
закалок и отпуска
Наименование масла Температура вспышки в °C
Веретенное 2 . . . 165
Веретенное 3 . . . 170
Автол 4 180
Машинное Л . . . 180
Машинное С , . . 190
Машинное СУ . . 200
Цилиндровое 2 . . 215
Вискозин 3 . . . . 240
Цилиндровое 6 . . 290
Дистиллат 6 . . . 300
Banop Т 320
Масло сохраняет свою закали-
вающую способность в пределах
температур 20—150°С.
Медные и железные плиты
лучше применять полые с цирку-
ляцией воды для охлаждения.
При пользований сплошными пли-
тами поверхность следует смазы-
вать маслом для лучшего охлаж-
дения изделий.
При закалке изделий из вы-
сокоуглеродистых сталей весьма
сложной конфигурации в качестве
закалочной среды • применяют
50-процентный водный раствор
каустической соды (уд. вес 1,36)
при температуре от 20 до 60°С.
Закалку в этом растворе следует
производить под вытяжкой.
При применении изотермиче-
ской или ступенчатой закалок
пользуются горячим маслом или
легкоплавкими солями (табл. 43,
44).
На фиг. 7 показано, как нужно погружать изделия в охлаждаю-
щую среду для уменьшения коробления.
Таблица 44
Наиболее употребляемые составы солей, применяемые
для изотермической закалки и отпуска
Составляющие Формула Вес в % Темпера- тура плав- ления в °C Рекомендуе- мая темпера- тура примене- ния в °C
Селитра калиевая . . . • ... KNO3 56 153 175—500
Нитрит натрия NaNO2 44
Селитра калиевая . . . . Селитра натриевая KNO3 NaNO3 50 50 220 245—500
Селитра натриевая NaNO3 100 317 325—500
Селитра калиевая KNO3 100 337 350—500
Различаются следующие способы закалки:
1. Закалка в одном охладителе. Нагретое изделие охлаждается
до температуры ниже 150—100°С в одном охладителе. Этот основной
вид закалки легированных сталей при охлаждении в масле и це-
ментированных углеродистых при охлаждении в воде применяется
также для закалки изделий из средне- и высокоуглеродистых сталей
самой несложной формы. Изделия из, углеродистой стали диаметром
до 6—7 мм закаливаются в масле.
2. Закалка в двух охладителях. Нагретое изделие охлаждается
в воде до температуры 200—250°С, после чего быстро переносится
в масло для дальнейшего охлаждения. Ориентировочное время
охлаждения в воде до переноса в масло равно примерно 1—1,5 сек.
на каждые 5—6 мм диаметра или толщины изделий.
Фиг. 7. Направление погружения инструмента в охлаждаю-
щую среду.
Это основной вид закалки углеродистых инструментальных
сталей.
Таблица 45
Время охлаждения нагретых стальных цилиндров
в солях при разной температуре солей
Диаметр Температура соли в град.
205 | 260 315
цилиндра в мм
Время, в течение которого цилиндр принимает
температуру соли, в мин.
25 5,0 4,0 3,5
50 8,0 7,0 6,0
70 13,5 12,5 11,5
3. Струйчатая закалка. Охлаждение производится струей воды
или водяным душем; применяется для закалки изделий со сквозны-
ми и глухими отверстиями.
4. Изотермическая закалка. Нагретое изделие охлаждается в го-
рячем масле, расплавленной соли или металле (свинец, олово) при
температуре на 20—30°С выше начала марсгенситного превращения
для стали данной марки (табл. 45). После окончания превращения
аустенита изделия охлаждают на воздухе. В результате изотермиче-
ской закалки образуется игольчатый троостит. Отпуск после изотер-
мической закалки не обязателен.
Применяется для закалки изделий сложной формы во избежание
образования трещин и коробления. ~
5. Ступенчатая закалка. Д) Нагретое изделие охлаждается в го-
рячей среде при температуре среды на 20—30° выше температуры
Составы щелочей, применяемые
для светлой закалки
Состав ванны % Температура плавления °C Температурный интервал приме- нения °C
Едкий калий Едкий натрий Вода .... 75 25 6 130 150—250
Едкий калий Едкий натрий 63 37 159 180—350
Едкий натрий 100 322 350—700
мартенситного превращения до выравнивания температуры по всему
сечению, после чего охлаждается на воздухе. После выемки изделий
из горячей среды до окончания превращения аустенита изделие
можно править. Применяется для закалки изделий из углеродистых
инструментальных сталей диаметром до 8—10 мм сложной конфи-
гурации. 2) Нагретое изделие охлаждается в. горячей среде при тем-
пературе 150—180°С до выравнивания температуры, а затем — на
воздухе. Править изделие при этом способе нельзя, однако брак
из-за образования трещин и коробления, по сравнению с обычной
закалкой, значительно уменьшается.
6. Закалка с самоотпуском. Рабочая часть нагретого, изделия
охлаждается в воде, после чего вынимается и отпускается на тре-
буемый цвет побежалости. Применяется в основном для ударного
инструмента из углеродистой стали.
7. Закалка с подструживанием. Изделие, нагретое выше требуе-
мой температуры, подстуживается на воздухе до нормальной зака-
лочной температуры, после чего закаливается. Применяется в основ-
ном для цементованных изделий при закалке непосредственно с
цементационного нагрева, для штампов из стали 5ХНТ и др.
8. Светлая закалка. Изделие, нагретое до закалочной темпера-
туры, охлаждается в расплаве щелочей, после чего промывается сна-
чала в горячей воде, затем сильной струей холодной воды и предо-
храняется от коррозии путем окунания в водный раствор 1,5%
нитрита натрия и 0,3% кальцинированной соды. Сохраняя все до-
стоинства изотермической и ступенчатой закалок, светлая закалка
имеет ряд преимуществ, а именно: детали получаются светлыми, с
меньшей поводкой и лучшими механическими характеристиками.
Соляные ванны, применяемые при нагреве под светлую закалку,
не должны содержать хлористый барий, так как присутствие его пор-
тит щелочную ванну. Лучшим’ составом является 100% КС1 или
смесь 50% NaCl и 50% КС1 В табл. 46 даны составы щелочных ванн
и температурные режимы работы на них.
Ванны, работающие при температурах свыше 250а, раскисляют,
забрасывая на поверхность желтую кровяную соль в количестве
0,2—0,3% от веса щелочи по мере надобности. В нераскисленных
ваннах детали получаются темными. Ванны, работающие при темпе-
ратуре ниже 250°, раскисления не требуют. В случае загустения и
для повышения закаливающей способности ванны в нее при темпе-
ратуре не выше 200° мелкими порциями ковшом с длинной ручкой
приливают 30—50%-ный водный раствор едкого калия.
Степень закалки изделий в низкотемпературной щелочной ванне
зависит от количества введенной в
дость приобретают детали, зака-
ленные в ванне, содержащей 10%
воды. Большее количество воды
вызывает появление мягких пя-
тен. Добавление воды происходит
спокойно. Определение воды в
ванне производится путем измере-
ния твердости образцов, закален-
ных всегда по одному режиму. На
фиг. 8-помещены кривые твердо-
сти образцов из стали 45 диамет-
ром 25 мм при длине 50 мм.
Щелочную ванну для лучшего
качества закалки следует переме-
шивать крыльчаткой с числом
оборотов от 800 до 1400 в мин.
или шнеком с числом оборотов от
600 до 800 в мин. Периодически
ванну следует очищать от пены и
осадков.
В случае, если на деталях, про-
шедших светлую закалку, вслед-
ствие плохой промывки появляет-
ся ржавчина, то ее можно снять,
не изменяя размеров детали, пу-
нее воды. Наибольшую твер-
4 8 12 /6
тем нагревания в специальном
растворе при 70—80°С в течение
30—40 мин. (до снятия коррозии)'
с последующей тщательной про-
мывкой в сильной струе воды и
окунанием в раствор нитрита нат-
рия. Приготовляют раствор сле-
дующим образом: в 200 см3 воды
Вода д
Фиг. 8. Зависимость твердости образ-
ца из стали 45 от количества введен-
ной воды в низкотемпературную ще-
лочную ванну:
1 — температура ванны — 200°С;
2 — температура ванны — 250°С.
растворяют 100 г хромового ангидрида и ,110 а ортофосфорной кис-
лоты (уд. вес 1,6), после чего приливают до 1 л воды.
9. Закалка при температурах ниже нуля (обработка холодом).
В структуре закаленных углеродистых и легированных сталей всегда
присутствует некоторое количество аустенита. В изделиях, отпускае-
мых при температурах выше 200—250°, этот аустенит под влиянием
нагрева превращается в отпущенный мартенсит. В изделиях, прохо-
дящих отпуск при температурах ниже 200°, аустенит фиксируется и
остается в стали.
В некоторых высоколегированных сталях аустенит весьма устой-
чив и.при отпуске полностью не превращается в мартенсит. Наибо-
лее полного разложения аустенита можно достичь путем дополни-
тельного, после закалки, охлаждения до температур ниже нуля.
В табл. 47 приведены температуры обработки холодом некоторых
марок стали. Обработку холодом нужно производить сразу после
остывания изделия до комнатной температуры, так как после выле-
живания при комнатной температуре аустенит становится весьма
устойчивым. Время от момента закалки до обработки холодом не
должно превышать 1 4- 3 час., а для углеродистых инструменталь-
ных деталей и того меньше. Обработка холодом производится до
отпуска. Установлено, что обработка холодом не повышает режущих
свойств быстрорежущих деталей. Следует избегать весьма резкого
охлаждения изделий во избежание появления трещин. В. качестве
охладителя применяют жидкий азот, жидкий кислород, твердую
углекислоту, фреон и т. щ
Таблица 47
Температура обработки холодом сталей некоторых марок
для более полного превращения аустенита
Марка стали Температура охлаждения в °C Марка стали Температура охлаждения в °C
У8 0 ШХ15 —30
У10 0 Х12Ф1 —70
У12 —20 18ХНВА (це- ментуемая) —85*
ХГ хвг —50 —80 12Х2Н4А (це- ментуемая) —85*
10. Закалка поверхностная. Осуществляется путем быстрого на-
грева изделия в электролите, газокислородном пламени, контактным
методом или токами высокой частоты.
В качестве электролита применяют 5—10-процентные водные
растворы кальцинированной соды или поташа. Ток постоянный. На-
пряжение не ниже 180 в.
Применяют три способа нагрева в электролите: а) концевой на-
грев для нагрева конца изделия; б) поверхностный нагрев для
нагрева поверхности изделий; в) последовательный нагрев, при ко-
тором изделие постепенно пропускается через электролит. Нижняя
часть изделия проходит через изолирующую втулку и нагреву не
подвергается.
11. Поверхностная закалка при нагреве газокислородным пламе-
нем (пламенная закалка). Этот способ заключается в нагреве участ-
ка детали, подлежащего закалке, при помощи газокислородного пла-
мени и в последующем охлаждении. Глубина закалки 1—6 мм.
Охлаждение — спрейером.
Существуют следующие способы поверхностной закалки при на*
греве газокислородным пламенем:
* Для цементуемого слоя.
1. Стационарный. Деталь и
горелка неподвижны, после вы-
ключения горелки включается
охлаждение.
2. Вращательный. . Деталь
вращается со скоростью 100—200
об/мин. Горелка неподвижна.
После выключения горелки
включается охлаждение.
3. П лоско-поступсипелъный.
Деталь движется прямолиней-
но, а горелка неподвижна или
наоборот. Охлаждение действу-
ет непрерывно, находясь на рас-
стоянии 10—20 мм от горелки.
4. Вращательно-поступатель-
ный. Деталь медленно вращает-
ся. Горелка неподвижна. Ох-
лаждение действует непрерывно,
находясь на расстоянии 10—20 мм
от горелки.
5. Спирально-поступатель-
ный. Деталь медленно вращает-
ся. Горелка движется прямо-
линейно. Охлаждение действует
непрерывно, на расстоянии 10—
20 мм от горелки.
6. Комбинированный. Горел-
ка (в виде кольца) движется
прямолинейно вдоль оси детали,
которая быстро вращается внут-
ри горелки. Охлаждение дей-
ствует непрерывно, на расстоя-
нии 10—20 мм от горелки.
1. Детали, имеющие небольшую
закаливаемую поверхность, например:
зубья звездочек, кулачки, токарные
центра. Недлинный концевой инстру-
мент и др.
2. Детали цилиндрической формы
диаметром до 20 мм\ например: шей-
ки и цапфы валов и осей, шестерни
с малым модулем зуба и т. п.
3. Детали плоской формы боль-
шой длины: направляющие станин,
ножи и т. п.
4. Детали цилиндрической формы
диаметром свыше 200 мм: бандажи,
опорные кольца, ходовые колеса
кранов, ролики больших диаметров
и т. п. В месте окончания закалки
образуется отпущенная полоска.
5. Детали цилиндрической и спи-
ральной формы: червяки, винты и
т. п. В местах стыка спиралей об-
разуется отпущенная полоска.
6. Детали цилиндрической формы
большой длины: валы, шпиндели,
штоки и т. п.
Газовые горелки, применяемые для нагрева под закалку, должны
соответствовать профилю закаливаемого изделия (фиг. 9). Этим
обеспечивается равномерность нагрева и закалка изделия за один
проход. Охлаждение производится водой при помощи спрейера.
Расход воды при закалке 0,4—0,5 л!мин на 1 см2 охлаждаемой по-
верхности. Чем меньше расстояние горелки до закаливаемого из-
делия и чем меньше скорость движения, тем больше глубина за-
калки.
При стационарном и вращательном способах закалки легиро-
ванной стали охлаждение производится в масле. Закалка деталей
больших размеров производится в специальных закалочных стан-
ках, обеспечивающих требуемые направления и скорость движения
изделия и горелки. При закалке в станках возможна автоматиза-
ция процесса, применение контрольных приборов и т. д.
12. Закалка токами высокой частоты (т. в. ч.). При протекании
тока высокой частоты через индуктор, выполненный в виде соле-
ноида, внутри его возникает переменное электромагнитное поле.
В детали, помещенной в этом поле, в результате весьма большого
количества перемагничиваний в секунду возникают токи, которые
нагревают деталь с очень большой скоростью. Глубина прогрева
изделия по сечению зависит от частоты тока.
Риг. 9. Схема профилей закалочных наконечников:
а — плоский прямолинейный профиль; б — угловой профиль;
в — кольцевой профиль для закалки поверхности цилиндри-
ческих деталей; г — кольцевой профиль для закалки внут-
ренних поверхностей; д — модульный профиль.
При термической обработке применяются токи звуковой час-
тоты (от 1000 до 10000 гц) и радиочастоты (от 100000 до
1000000 гц), С увеличением частоты тока уменьшается глубина
прогрева. На фиг. 10 дана схема зависимости глубины нагревае-
мой зоны от частоты тока.
Фиг. 10. Схема распределения тока в проводнике при разных частотах:
а — при частоте 50 гц\ б — при частоте 2500 гц\ в — при частоте
250000 гц.
В практике для нагрева изделий на глубину до 2—3 мм приме-
няют токи радиочастоты, вырабатываемые ламповыми генератора-
ми, а для более глубокого прогрева, включая сквозной, токи зву-
ковой частоты, вырабатываемые машинными генераторами.
Лучшим материалом для изготовления индукторов является
красная медь. Латунь применяется только при отсутствии красной
меди. Обычно индукторы изготовляются из красномедных трубок,
профилированных на квадратное или прямоугольное сечение, по
которым во время работы протекает вода для их охлаждения.
В табл. 48 приведены данные для профилирования трубок.
Индукторы для деталей сложной конфигурации изготовляются
также разъемные, литые или кованые. Толщина стенок индуктора,
охлаждаемого водой, находится в пределах 0,5+2 мм, а неохлаж-
даемого достигает 74-10 мм.
Для предохранения индуктора от соприкасания с деталью он
обматывается асбестовым шнуром, пропитанным жидким стеклом.
Таблица 48
Профили сечения медных трубок для индукторов
Исходный диаметр в мм Профиль сечений в мм Исходный диаметр в мм Профиль сечения в мм
наруж- ный внутренний наруж- ный внутренний
4 3 2,5 х 5,5 13 11 ИЛИ 10 8 X 12,5
5 4 3,5 х 4 13 11 или 10 10 х Ю,5
6 4,5 4,5 X 5 14 12 или 11 8 х 14
7 5 4x7 14 12 или 11 10 X 12
8 6,5 5 Х 7,5 14 12 или 11 П X Н
9 7 4 х 10 15 13 или 12 8,5 X 15
9 7 5x9 15 13 или 12 10,5 х 13
9 7 7 X 7 16 14 или 13 10 х 15
10 8,5 или 7 5 х 10,5 16 14 или 13 12,5 X 12,5
10 8,5 или 7 7,5 х 8 17 13 10 X 16,5
11 9 или 8 5 х 12 18 16 или 14 12 х 16,5
11 9 или 8 6 х Н 19 16 10 х 20
11 9 или В 8,5 х 8,5 19 16 15 х 15
12 10 или 9 7 X 12 20 17 или 16 11,5 х 20
12 10 или 9 8 х 11 20 17 или 16 15 х 16,5
12 10 или 9 9x9 — — —
Пайку индукторов следует производить твердыми припоями. Су-
ществуют следующие способы закалки т. в. ч‘.
1. Одновременная закалка всей 1. Применяется при
подлежащей обработке поверхности, закалке изделий дискового
типа.
2. Последовательная закалка от- 2tJ Применяется при за-
дельных участков детали. Каждый калке зубьев шестерен, ше-
участок, подвергаемый закалке, гре- ек валов и т. п,
ется способом одновременного на-
грева. При закалке изделий с боль-
шой поверхностью закаливаемых уча-
стков нагрев ведется непрерывно-по-
следовательным способом.
3. Непрерывно-последовательная
закалка (фиг. 11)\
3. Применяется при за-
калке длинных изделий.
Цилиндрические изделия
рекомендуется вращать
для получения закаленного
слоя одинаковой толщины,
скорость вращения 50—
200 об/мин.
Фиг. 11. Взаимное расположение
индуктора и спрейера при закалке
валика:
1 — валик; 2 — индуктор; 3— спрейер.
Во избежание неравномерного нагрева необходимо следить за
центровкой детали в индукторе. Зазор между деталью и индук-
тором должен находиться в пре-
делах от 2 до 6 мм. Весьма ма-
лый зазор может привести к со-
прикасанию детали и индуктора
или же к пробою воздушного про-
странства между ними, а также
вызвать перегрев наружного слоя,
особенно при работе на ламповых
генераторах. Больший зазор при-
меняется при пайке и для получе-
ния большей глубины закаливае-
мого слоя. Расстояние между вит-
ками в многовитковом индукторе
для обеспечения равномерности
нагрева должно быть наимень-
шим.
В практике это расстояние при-
нимается примерно равным 2 мм.
Нагрев т. в. ч. значительно по-
вышает критические точки стали
и увеличивает диапазоны закалоч-
ных температур.
На фиг. 12 представлены диа-
граммы температур нагрева т. в. ч.
некоторых марок стали для ис-
ходного отожженного состояния.
При наличии пазов, канавок и
т. п. в изделиях, закаливаемых
т. в. ч., во избежание перегрева и
даже оплавления острых кромок рекомендуется пазы заполнить
латунными или медными вставками или же изготовить фасонный
индуктор, в котором острая кромка изделия находилась бы от стен-
ки индуктора на значительно большем расстоянии, чем остальная
часть изделия.
Охлаждение нагретых т. в. ч. изделий из углеродистых сталей
производится в воде, из среднелегированных конструкционных ста-
лей — в эмульсии, а из высоколегированных сталей — в масле. По-
следнее возможно только при одновременной закалке.
При закалке непрерывно-последовательным способом охлажде-
ние производится при помощи спрейера, в котором отверстия диа-
метром 1—2 мм направлены под углом 20—30° к оси детали в сто-
рону, противоположную от индуктора. Это делается для того, что-
бы вода преждевременно не заливала нагреваемое изделие,
Сталь 50
отожженная
О Скорость нагрева
ft Скорости нагрева
1150
1070
^990
«3
^570
I 830
750
6
у;;
50 150 250 350
Скорость нагрева в град/сек
8 Скорость нагрева в град /с ек
Фиг. 12. Диаграммы температур нагрева стали т. в. ч.:
а— для стали 50; б — для стали У8; в — для стали У12;
е~ для стали 9ХС; д — для стали ЗОХГСА; е — для стали Р9.
При одновременной закалке изделий, охлаждаемых водой или
эмульсией, роль спрейера выполняет индуктор (фиг. 13), во внут-
Фиг. 13. Индуктор для одновременной закалки изделий.
ренней части которого имеется большое количество отверстий. Пос-
ле того как деталь нагрелась, ток выключают и в индуктор подают
под давлением воду или эмульсию, которая и закаливает деталь.
6. Отпуск
Отпуск применяют для уменьшения или полного снятия напряже-
ний, уменьшения твердости закаленной стали и увеличения пластич-
ности.
Для отпуска закаленную сталь нагревают ^о температуры ниже
Aei, выдерживают и затем охлаждают. Нагрев при отпуске произ-
водится в масляных, селитровых или щелочных ваннах, а также
в печах с воздушной атмосферой. Общее время пребывания из-
делия в печи при отпуске составляет примерно 2—3 мин. на 1 мм
наименьшего сечения, но не менее, чем 30—40 мин.
При загрузке изделий навалом, в больших количествах, время
надо увеличить в 1,5—2 раза. Обычно охлаждение, после отпуска
производится на воздухе.
Некоторые стали, во избежание появления отпускной хруп-
кости, охлаждают после отпуска в: интервале температур 450—650°С
в масле; это стали: хромистая, хромоникелевая, хромокремнистая,
хромомарганцевая, хромокремнемарганцевая, хромоникельванадие-
вая, хромоалюминиевая.
Отпуск на цвет побежалости производится в интервале темпера-
тур 220—330°С (табл. 49, 50) с последующей замочкой в масле или
в воде.
Отпуск на цвет побежалости отдельных частей изделия в основ-
ном производится в свинцовых ваннах, дающих быстрый нагрев,
необходимый для того, чтобы не отпустилась остальная часть из-
делия.
Значительно быстрее такой отпуск можно произвести на вы-
сокочастотной установке. Скорость нагрева и получение требуемо-
го цвета побежалости регулируется расстоянием, которое отделяет
деталь от индуктора. Для удобства работы и постоянства процесса
на индуктор одевают столик из асбоцемента (фиг. 14), на котором
устанавливается отпускаемая деталь. Толщиной столика регулиру-
ется время и степень отпуска.
Цвета побежалости
Таблица 49
Цвет побежалости Температура в °C Толщина окисленного слоя в мк (прибли- женно)
Светло желтый 220 0,45
Соломенно-желтый 240
Желто-коричневый 255 0,50
Красно-коричневый 265
Фиолетовый 280 0,65
Синий ЗОЭ
Голубой 315 0,72
Серый 330—350
Таблица 50
Ориентировочная выдержка при температуре
отпуска
Диаметр или толщина ин- струмента в мм Сталь
Тип печи Выдержка при температуре отпуска в час.
До 20 Масляная или селитровая 1,0
21 — 40 ванна, шахт- 1,5
41 —60 ная электро- 2,0
Свыше 60 печь, ПН-31 ПН-32 или ПН-34 2,5
В настоящее время на некоторых заводах начинают производить
отпуск на установках т. в. ч. за счет неполного охлаждения дета-
лей при закалке — самоотпуск. Деталь, нагретая под закалку на
высокочастотной установке, охлаждается в течение времени, опре-
деленного подсчетом или, чаще всего, опытным путем. В требуе-
мый момент охлаждение автоматически выключается и деталь на-
гревается до температуры отпуска за счет внутреннего тепла.
Этот способ применим на заводах с массовым или крупносерийным
производством с хорошо развитой автоматикой.
После шлифования, во избежание коробления и растрескива-
ния, изделия подвергают низкому отпуску при 120—160°С, называе-
мому также старением.
Улучшением называется процесс термической обработки, за-
ключающийся в закалке стали с последующим высоким отпуском
при 500° и выше.
Фиг. 14. Индуктор для отпуска деталей:
1 — индуктор; 2 — ниппель; 3 — столик из асбоцемента; 4 — пробка
из асбоцемента для крепления и центровки столика.
Улучшение применяется для измельчения структуры, а также
для получения наилучшего сочетания прочности и вязкости кон-
струкционной стали, главным образом, легированной.
Перечень видов брака при термической обработке приведен в
табл. 51.
Виды брака при термической обработке стали
Таблица 51
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупрежде- нию и исправлению брака
1. Брак при отжиге и нормализации конструкционной стали
Низкие пластические свой- ства при сравнительно мел- козернистом изломе Испытание образцов на растяжение Недогрев. Темпера- тура отжига ниже требуемой или ма- лая выдержка Повторный отжиг или нормализация при нормальной температуре
Крупнозернистый излом. Низкие пластические свой- ства, особенно ударная вязкость Осмотр излома. Ис- пытание образцов на растяжение и ударную вязкость Перегрев. Значитель- ное превышение температуры или излишне длитель- ная выдержка Повторный отжиг или нормализация при нормальной температуре. При значительном перегреве двухкрат- ный отжиг, где первый при темпе- ратуре на 50—150°С выше нор- мальной
Весьма крупнозернистый бле- стящий излом Осмотр излома. Мик- роструктурный ана- лиз Пережог. Нагрев ста- ли в окислительной атмосфере при вы- сокой температуре, близкой к оплав- лению Брак неисправимый
Высокая твердость Определение твердо- сти Повышенная скорость охлаждения Повторный отжиг с требуемой ско- ростью охлаждения
2
Продолжение табл. 51
Характеристика брака
Метод определения
Основные причины
образования брака
Основные мероприятия по предупреж-
дению и исправлению брака
Высокая твердость
Карбидная сетка
Трещины
2. Брак, при отжиге инструментальной и быстрорежущей стали
Определение твердо- сти 1. Недогрев 2. Повышенная ско- рость охлаждения при обычном отжи- ге или недостаточ- ная выдержка при изотермическом от- жиге Повторный отжиг при требуемой •температуре с охлаждением по установленному графику или высо- котемпературный отпуск
Просмотр шлифа под микроскопом Нагрев выше Ас Нормализация или закалка с после- дующим отпуском при 670—700°G с выдержкой не менее 2 час.
3. Брак при закалке стали
Осмотр изделия, ис- Напряжения, возни-
пытание на дефек- кающие из-за объ-
тоскопе, проба ке- емных изменений
росином, краской. при переходе аус-
тенита в мартенсит
при температурах
ниже 250°
Брак неисправимый. Для предупреж-
дения следует:
1. По возможности применять сту-
пенчатую закалку, а также преры-
вистую в двух охладителях.
2. Избегать изготовления деталей с
острыми углами и резкими перехо-
дами сечений, а при изготовлении
Характеристика брака Метод определения
Недостаточная твердость Определение твердо- сти
Повышенная хрупкость. Крупнозернистый излом Осмотр излома. Оп- ределение ударной вязкости
Мягкие пятна Определение твердо- сти в разных ме- стах
Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака таких применять легированную сталь. 3. Не допускать попадания воды в масляный закалочный бак. 4. Медленно нагревать закаленные изделия при повторной закалке их. 5. Выточки, отверстия у краев, рез-
Пониженная темпе- ратура закалки, недостаточная вы- держка или малая скорость охлажде- ния Значительное превы- шение температуры закалки или из- лишне длительная выдержка Неэнергичное охлаж- дение, местное обез- углероживание, об- разование окалины, неравномерная ве- .личина зерна, за- кие переходы изолировать асбестом Для исправления изделия надо нор- мализовать или отжечь и снова закалить с соблюдением нормаль- ного режима Метод исправления такой же, как и при недостаточной твердости Брак исправимый, кроме случаев местного обезуглероживания. Для исправления изделия нормализовать и закалить с применением более резкого охладителя или же по- высить температуру закалки на
Характеристика брака Метод определения
Окисление и обезуглерожи- вание Окисление — осмот- ром. Обезуглерожи- вание — определе- нием твердости и анализом микро- структуры
Деформация (изменение раз- меров) Проверка размеров
Основные причины
образования брака
грязнение стали по-
вышенным количе-
ством шлака, со-
прикосновение де-
талей при охлаж-
дении
Соединение кислоро-
да, находящегося
в печи, с железом
изделий при окис-
лении и с углеро-
дом их при обез-
углероживании
Основные мероприятия по предупреж-
дению и исправлению брака
20—50°С выше нормальной
Структурные превра-
щения в интервале
температур 650—
500°С и ниже 300°С,
вызывающие де-
формацию
При глубине проникновения больше,
чем припуск на шлифование, брак
неисправим. Для предупреждения
брака нагрев вести в защитной
атмосфере, а при отсутствии тако-
вой в ящиках с чугунной струж-
кой (50% свежей и 50% отработан-
ной), древесным углем с 5% соды
и т. п. В соляные ванны для пре-
дохранения от обезуглероживания
добавляют молотый ферросилиций
в количестве 1,0—1,5% веса соли,
буру, борную кислоту, желтую
кровяную соль (25—30 г), два—три
раза в смену или раскисляют дре-
весным углем.
Брак в основном неисправимый. Для
предупреждения брака нужно пони-
зить температуру закалки, умень-
шить скорость охлаждения, при-
менять мелкозернистую и легиро-
ванную стали
Характеристика брака Метод определения
Коробление (изменение фор- мы) Проверка биения на центрах или щупом на плите
Разъедание (точечное или ручьеобразное) поверх- ности изделия Осмотр изделия
Нафталинный излом. Харак- терен для быстрорежу- щей стали диаметром свыше 12 мм Осмотр излома
00
Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Неправильное погру- жение изделий в охлаждающую сре- ду, напряжения в изделии перед наг- ревом и др. Брак исправимый. Для исправления брака производится: 1) правка в холодном или горячем состоянии; 2) шлифовка, если коробление не выше припуска на шлифовку. Для предупреждения брака необходимо замедленное охлаждение в мартен- ситно.м интервале, правильное пог- ружение в закалочную среду, рав- номерный нагрев и проверка кри- визны перед закалкой
Неравномерное обра- зование окалины. Повышенное содер- жание сернокислых солей и химическое действие хлористых солей в соляных ваннах. Соприкос- новение с разлив- шимся на поду пе- чи свинцом Отжиг при высокой температуре. Пов- торная закалка без- промежуточного от- жига Предупреждение брака: 1) тщатель- ный контроль состава солей для нагрева; 2) раскисление соляных ванн: 3) засыпка зеркала свинцовой ванны древесным углем; 4) устране- ние окислительной атмосферы в пе- чах; 5) наблюдение за чистотой пода печи Режим исправления: 1) нагрев до 1140— 1160°, выдержка 3—8 минут, охлаж- дение до 800—720°, выдержка 15— 30 минут, охлаждение на воздухе; 2) повторение этой операции; 3) нор- мальный отжиг; 4) закалка и отпуск, (требует проверки).
00
Продолжение табл. 51
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Детали получаются темны- ми, с цветами побежало- сти Сажистый налет на деталях * Примечание, В графе «Мете плаве щелочей. 4. Брак г 1. Прогреть светлую деталь в щелочной ванне и замочить в воде 2. Нагреть деталь в соляной ванне на 150—200° ниже тем- пературы закалки и охладить в щелочи 3. Проверить хими- ческим анализом соответствие состава соляной ванны, тре- буемой по техноло- гии 4. Проверить хими- ческим анализом отсутствие в ще- лочной ванне се- литры По внешнему виду эд определения» дана метод ipu светлой закалке * Недостаточно раскис- лена щелочная ванна Недостаточно раскис- лена соляная ванна Соляная ванна излиш- не жидкотекуча Наличие селитры в в щелочной ванне Введение в щелоч- ную ванну для рас- кисления излишне- го количества жел- той кровяной соли ика определения причин по' Дополнительно раскислить щелочную ванну желтой кровяной солью Дополнительно раскислить соляную ванну Добавкой соответствующей соли до вести ванну до требуемой густоты Составить новую щелочную ванну и не допускать попадания селитры в нее Прогреть щелочь при рабочей или повышенной температуре в течение нескольких часов гемнения деталей при светлой закалке в рас-
Продолжение табл. 51
$
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Не достигается требуемая твердость Проверка твердости на приборе 5. .Брак 1 1. Не обеспечено пере- мешивание щелочи 2. Нет требуемого ко- личества воды в низкотемператур- ной щелочной ван- не три отпуске стали Работать при перемешивании щелочи Проверить ванну на наличие воды согласно термического анализа (стр. 73) и довести ее количество до требуемой
Недоотпуск. П овышенная Определение твердо- Пониженная темпера- Вторичный отпуск при нормальном
твердость и низкие пла- стические свойства. Для быстрорежущей стали — пониженная твердость сти тура или недоста- точная выдержка режиме
Переотпуск. Пониженная Определение твердо- Отпуск при темпера- Отжиг или нормализация, а затем
твердость и низкие преде- сти и прочности при туре выше требу- закалка и отпуск по нормальному
лы прочности и упругости растяжении емой режиму
Отпускная хрупкость. Низ- Испытание ударной Выпадение карбидов, Предупреждение брака: 1) охлажде-
кая ударная вязкость по- сле отпуска при 450— 600°С и медленного охлаж- дения вязкости оксидов, нитридов и фосфидов по гра- ницам зерен ние в воде или масле после отпу- ска при 450—600°С; 2) применение стали, содержащей молибден, титан и ниобий. Исправление брака: пов- торный отпуск с охлаждением в масле при повышении температуры отпуска на 20—30° выше первого
Глава V
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Химико-термическая обработка заключается в нагреве изделия
до заданной температуры в специально выбранной химически ак-
тивной среде. Например, в угле с добавками солей, в среде, вы-
деляющей атомарный азот, в расплавленных химически активных
солях и т. п. В результате взаимодействия со средой поверхность из-
делия изменяет свой химический состав.
Изделия, прошедшие химико-термическую обработку, в зависи-
мости от вида обработки приобретают поверхностную твердость,
повышенную сопротивляемость коррозии, жаростойкость, износо-
стойкость, а также способность закаливаться.
1. Цементация
Процесс цементации заключается в насыщении поверхностного
слоя стали углеродом. Цементованные изделия после закалки при-
обретают весьма высокую твердость поверхностного слоя, сохраняя
вязкую сердцевину.
Цементации подвергаются изделия из углеродистой и легиро-
ванной сталей с содержанием углерода до 0,25%. Для деталей
массивных несложной формы и деталей, у которых требуется повы-
шенная прочность сердцевины, можно применять сталь с содержа-
нием углерода до 0,3—0,4%.
В практике заводов находит применение цементация инструмен-
тальных, по преимуществу легированных хромистых сталей, закали-
ваемых в масле. Цементации подвергаются штампы для холод-
ной штамповки несложной формы, вытяжные и т. п. В результате
цементации резко повышается износоустойчивость этого инстру-
мента.
Цементованный инструмент не рекомендуется подвергать шли-
фовке, так как наиболее ценный в части износоустойчивости слой —
поверхностный будет снят. Режит цементации обычный, глубина слоя
в пределах 1 мм. Процесс закалки следует производить осторожно,
соблюдая все правила предосторожности против коробления и обез-
углероживания. Температура закалки 800—820°С. Отпуск низкотем-
пературный.
Цементуют сталь в твердой, газовой и в жидкой средах, называ-
емых карбюризаторами.
Цементация в твердом карбюризаторе. В табл. 52 приведены со-
ставы карбюризаторов, применяемых на заводах. Уголь, преимуще-
ственно дубовый или березовый, измельчают до кусочков размером
3—10 мм и поливают раствором углекислых солей, после чего про-
90
сушивают при температуре 100—150°С. Применяется также простое
перемешивание угля с углекислыми солями, находящимися в порош-
кообразном состоянии.
Таблица .52
Состав карбюризаторов для твердой цементации в % по весу
№ по по- рядку Древес- ный уголь Углекис- лый барий Сода кальцини- рованная о Ч s га м S ф 3 s >> Ч ST о Торфяной кокс Мазут
1 74-78 12—15 1,0-1,5 3,5 4,5-5,0
2 65 10 1 1 20 — 3
3 87 — 10 3 — — —
4 85—90 — 10—15 — — — —
5 90 10 — — — — —
6 — — 10—15 — — 85—90 —
7 63 40 — — — — —
8 45 12 — — 43 — —
9* 98 2 — — — — —
стали.
* Карбюризатор для боросодержащей
Влажность карбюризатора не
цементации применяют смесь из
должна
20—30%
превышать 5—7%. Для
свежего карбюризатора
Фиг. 15. Размещение деталей в ящике:
1 — свидетели наружные; 2 — обмазка; 3 — ящик;
4 — карбюризатор; Б — свидетель < внутренний;
6 — детали.
и 70—80% отработанного. Цементуемые детали должны быть су-
хими и очищенными от ркалины, ржавчины, грязи, масла и т. и.
Для упаковки применяют ящики из жаростойкой стали, а при ее
отсутствии — из обычной конструкционной стали, толщина стенки
ящика 4—6 мм. Форма ящиков, по возможности, должна прибли-
жаться к форме цементуемого изделия. Упаковку изделий в ящи-
ки следует производить, руководствуясь размерами, указанными
на фиг. 15. Ширина ящика рекомендуется до 250 мм для удобства
его перемещения и ускорения прогрева.
Обмазку .ящика производят смесью из двух частей огнеупор-
ной глины и одной части речного песка, разведенных водой до тесто-
образного состояния.
Ящик устанавливается в нагретую до требуемой температуры
печь. 'При 780—800°С ящик следует прогреть насквозь, после чего
поднять температуру до 900—950°С и момент прогрева считать за
начало выдержки при цементации (табл. 53).
Таблица 53
Ориентировочная продолжительность выдержки для получения заданной
глубины слоя при цементации твердым карбюризатором.
Температура цементации 900— 950°С
Глубина цементованного слоя в мм
Размер наи- меньшего се- чения ящика 0,25 0,5 0,7 0,9 1,1 1,2 1,3 1,4
в мм
Общая продолжительность пребывания в печи в час.
100 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 7,5 8,0 8,5
150 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5
200 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5
250 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5 12,5
Быстрый нагрев холодных ящиков до 900—950°С вызывает
неодинаковую цементацию между деталями, лежащими у стенок
и в середине ящика.
Свидетели для определения глубины цементации диаметром 6—
10 мм изготовляются из той же стали, что и цементуемые изде-
лия, или из стали 15-20.
После предполагаемого окончания цементации наружный свиде-
тель вынимают из ящика, закаливают и травят излом в течение
одной минуты реактивом, состоящим из 100 см3 денатурированного
спирта, 1 см3 соляной кислоты и 2 г хлористой меди. Нецементо-
ванная сердцевина покрывается медью. Можно также определять
глубину цементации отпуском закаленного изломанного свидетеля
до появления цвета побежалости: цементованный слой и сердце-
вина окрашиваются в разные цвета.
Охлаждение ящиков после цементации производится на полу
мастерской.
Цементация пастами. В табл. 54 приведен состав паст, приме-
няемых для цементации. Приготовленный порошок любой из ука-
занных паст разводится 15-процентным раствором патоки или кан-
целярского клея в воде до состояния, при котором можно произ-
водить окраску.
Паста слоем .в 3—4 мм наносится на цементуемую часть дета-
ли или на всю деталь кистью или погружением, после чего детали
просушиваются и укладываются в ящики с песочными затворами
(см. фиг. 22). Температура цементации пастами 920—930°С, ори-
ентировочная .скорость цементации 1 мм за 1 час.
После цементации детали охлаждаются на воздухе или закали-
ваются непосредственно из ящика.
Газовая цементация/При газовой цементации детали нагреваю-
тся в атмосфере газов, содержащих углерод.
Состав паст для цементации
Таблица 54
Наименования сос- тавляющих пасты Номера паст 6 7
Сталит 3 4 5
1 1 1 2
Состав в весовых процентах
Голландская сажа или кокс . . . 30—60 30—60 30-60 35 45 40 50
Углекислый барий — — — 15 20 15 —
Углекислый натрий или калий . . 20—40 20—40 30—60 20 20 20 40
Цианплав ГИПХ 5—10 5—10 — — — — —
Щавелевокислый натрий или калий Муравьинокислый никель или ща- — 5—10 5—10 — — — 10
велевокислый кобальт — 5—10 — — — — —
Феррохром (для углеродистой стали) — — 15 15 — — —
Песок .... — — — — — 5 —
Желтая кровяная соль 5—10 5—10 — 15 15 20 —
Примечание. Состав цианплава ГИПХ см. табл. 64.
В качестве цементующих газов применяются: 1) естественные
газы (дашавский, саратовский и Др.), 2) искусственные газы (ге-
нераторный, циролизный и др.).
Наибольшее применение имеет искусственный газ, получаемый
путем разложения (пиролиза) нефтепродуктов.
Цементация производится чаще всего- в шахтных печах серии
«Ц». При цементации в шахтных печах пиролиз нефтепродуктов
происходит непосредственно в реторте печи при подаче карбюри-
затора каплями. В качестве карбюризатора применяются керосин,
бензол, пиробензол, веретенное масло, синтин, профильтрованные для
очистки от механических примесей.
Таблица 55
Результаты пиролиза некоторых карбюризаторов по выходу сажи,
кокса и газов
Наименование карбюризаторов Выход газа из 1см3 карбюризатора в л Выход сажи и кокса из Icjw3 карбюриза- тора в г
Бензол 0,42 0,60
Пиробензол ... 0,58 0,54
Керосин 0,73 0,39
Синтин ... 0,80 0,28
Согласно проведенным исследованиям, из указанных карбюри-
заторов наилучшими свойствами обладает осветительный керосин
Грозненского происхождения. Однако в последнее время в практи-
ке заводов находит применение новый карбюризатор для газовой
цементации — синтин, образующий меньше сажи и кокса и повы-
шающий скорость цементации. В табл. 55 приведены результаты
пиролиза некоторых карбюризаторов по выходу сажи, кокса и газа.
Наибольшую эффективность дает применение синтина в методиче-
ских печах. Синтин применяют на многих заводах.
Таблица 56
Количество капель керосина в минуту, которое рекомендуется подавать
в шахтные печи разных размеров при цементации
Типы печей
Ц25 Ц35 Ц60 Ц75 U90 Ц105
В период подо- грева при до- стижении тем- пературы 800 °C 20—40 40—50 70-80 90—100 120-140 160—180
При достиже- нии темпера- туры 900 °C 60-70 70-80 110—130 160-180 200—220 240—260
В табл. 56 приведены данные о количестве капель керосина,
которые рекомендуется подавать в шахтные печи разных размеров
при цементации. Эти цифры составлены на основании данных ли-
тературы и практики ряда заводов. Автор считает целесообраз-
ным за час до окончания процесса газовой цементации прекращать
подачу карбюризатора для того, чтобы в этот период углерод диф-
фундировал в глубь изделия и не пресыщал поверхностный слой.
Особенно это важно при больших глубинах цементации.
Ввиду того, что скорость поглощения углерода поверхностью
изделия снижается по мере увеличения длительности выдержки,
некоторые исследователи считают, что в первые часы цементации
нужно подавать в печь максимальное количество капель керосина,
а затем подачу его снижать (табл. 57)\
Таблица 57
Количество капель керосина, которое рекомендуется подавать
в шахтные печи при цементации
(по Чирикову В. Т.)
Наименование печей Подача керосина в первый период Количество капель керосина в мин., по- даваемое в осталь- ное время
Количество ка- пель в мин. Время подачи в час.
Ц25Д35 70—80 2-3 20
Ц60Д75 100—120 2-3 30-40
Ц90Д105 200-300 2-3 50-70
Вместо жидкости в пе^ь можно вводить как искусственные, так и естествен,
ные газы.
К сожалению, по вопросу о наиболее рациональном процессе
подачи жидкого карбюризатора в печь до сего времени исследова-
тели не дали окончательных указаний.
Ниже приводится краткий перечень технологических операций
процесса газовой цементации в шахтных печах: 1) загрузить детали
в печь, нагретую до 850—950°С; 2) вместе с деталями загрузить сви-
детели для контроля процесса; 3) плотно прижать крышку к ретор-
те; 4) согласно табл. 56 пустить керосин; 5) зажечь факел отходя-
щих газов. При нормальном процессе пламя должно быть слабо
коптящим; 6) окончание процесса контролировать по свидетелям,
для чего приостановить процесс, открыть печь, достать и закалить
свидетели (табл. 58).
Таблица 58
Таблица для ориентировочного определения времени выдержки при газо-
вой цементации в печах серии «Ц» при температуре 900—950°С
Время в час. 2-3 | 4-5 6-7 8-9 9—Ю
Глубина слоя в мм 0,3—0,5 0,6-0,7 0,8-1,0 1,1—1,2 1,2—1,4
Время отсчитывать с момента достижения 900°.
Состав отходящих газов должен быть в пределах: углекислого
газа не более 0,5%, кислорода не более 0,5%, непредельных угле-
водородов не более 1,0%. Избыточное давление обычно колеблет-
ся в пределах 8—25 мм вод. ст.
Жидкая цементация применяется на ряде заводов в ваннах, где
науглероживающей составляющей является корборунд (карбид крем-
ния). Обычный состав ванны: кальцинированная сода(№2СО3)—80%,
поваренная соль J(NaCI) 10—12%, карборунд (SiC) —8—10%. В по-
следнее время в этот состав вводят дополнительно хлористый аммо-
ний (NH4C1), который ускоряет процесс цементации, а также вы-
деляет активный азот вместе с углеродом, насыщающий поверхност-
ный слой изделия.
Приводим описание технологического процесса жидкой цемен-
тации, применяемой на Харьковском заводе швейных машин.
Состав ванны: кальцинированная сода 70—74%, поваренная
соль 9—12%, хлористый аммоний 8—9%, карборунд 9—10%. Кар-
борунд черный, крупнозернистый с размерами зерна 24—50 меш
(меш — это количество отверстий на один дюйм длины).
Сначала расплавляется сода и соль, после чего вводится хло-
ристый аммоний. После того, как ванна нагреется до температу-
ры 850—870°, в нее загружается карборунд.
Хлористый аммоний и карборунд, во избежание улетучивания
и быстрого выгорания, вводят в ванну в бумажных пакетах, пе-
ревязанных проволокой, погружают ломиком, дырчатым колоко-
лом или чем-либо иным на дно ванны и выдерживают там до
расплавления, после чего ванна доводится до температуры цемен-
тации при непрестанном перемешивании. Процесс сопровождается
пенообразованием иногда настолько сильным, что следует времен-
но снизить температуру ванны.
Для защиты ванны от окисления оставляют слой шлака, рав-
ный 10—15 мм, а остаток удаляется. Количество соли должно
быть не более 2/3 высоты ванны, а оставшееся место должно быть
предназначено для пенообразования.
Детали, подвергаемые цементации, должны быть сухими и чис-
тыми. Температура процесса 850—900°. Выдержка зависит от тре-
буемой глубины цементации' (табл. 59). Закалка в воде или масле
в зависимости от марки стали.
Таблица 59
Ориентировочная продолжительность цементации в жидком карбюриза-
торе в зависимости от глубины цементации
Глубина цемен- тованного слоя в мм Продолжитель- ность процесса в час. Глубина цемен- тованного слоя в мм Продолжитель- ность процесса в час.
0,4 1 1,2 4
0,6 1,5 1,4 5
0,8 2 1,6 6,5
1,0 3 1,8 8
Вайну надо освежать через каждые 5—8 час. работы путем добавления кар-
борунда в количестве 2—5% общего веса солей.
Полная смена солей производится через 3—4 недели непрерыв-
ной работы ванны, так как она густеет и плохо науглероживает.
Контроль ванны производится практическим путем по таким
признакам: 1) выделение большого количества языков пламени и
пенообразование (для нормального состояния ванны); 2) детали
должны иметь ровный серебристый цвет (темные пятна указывают
на истощение ванны) < Примерный расход карборунда 10—12 кг на
1 т изделия.
Высокотемпературная цементация. В настоящее время все боль-
шее применение находит высокотемпературная цементация при тем-
пературах до 1050°С и выше. Твердая цементация при таких темпе-
ратурах производится в печах с силитовыми или глобаровыми стер-
жнями. После цементации производят нормализацию и закалку или
двойную закалку.
Высокотемпературную газовую цементацию производит завод
им. Лихачева при нагреве токами высокой частоты в специальной
установке.
Предохранение поверхностей изделия, не подлежащих цемента-
ции.
1. Оставление припуска, который после цементации удаляется на
станках.
2. Накладывание обмазок (табл. 60)\
3. Омеднение (табл. 61).
Для защиты отверстий от цементации применяют смесь кварце-
вого песка с окалиной (обычно из закалочных баков) или в отвер-
стия забивают металлические пробки.
Режимы термической обработки цементованных изделий приве-
дены в табл. 62.
Таблица 60 Обмазки, применяемые для защиты от цементации
Состав обмазки Способ приготовления
Наименование %
Однохлористая медь Свинцовый сурик 70 30 Порошки тщательно смешивают и раз- водят на спиртовом канифольном лаке (250 г лака на 1 л этилового спирта). Обмазку наносят на деталь розным слоем при помощи кисточки Толщи- на слоя 0,5—1 мм
Кремнезем Г линозем Окись железа Окись титана Окись магния 60 35 3 0,25 1,75 Паста состоит из жидкой (20—25%) и твердой (75 — 80%) частей по объему. Жидкая часть состоит из 80% жидкого стекла и 20% воды. Перед употреблением производят пе- ремешивание обеих частей и наносят обмазку кистью на деталь После про- сыхания (через 30—40 мин.) наносят второй слой
Песок Глина огнеупорная Бура Селитра натриевая Окись свинца 40 44 10 3 3 Обмазку замешивают на жидком стекле и ровным слоем наносят на деталь. Глину надо хорошо растереть
Тальк Глина огнеупорная Вода 50 25 25 Глину хорошо растирают. Обмазку за- мешивают на жидком стекле до сме- танообразного состояния
Шамотная глина Асбестовый порошок 90—95 5—10 Разбавляется водой до тестообразного состояния Таблица 61
Необходимая толщина медного защитного слоя в зависимости от глубины
цементации
Необходимая глубина цементации в мм До 0,8 0,8-1,2 , Свыше 1,2
Толщина медного слоя в мм 4 544 0,02 0,03—0,04 0,05—0,07 97
Таблица 62
Режимы термической обработки цементованных изделий
Режим термической обработки Случаи применения Примечание
Закалка с 860—900°С Закалка с 760—800°С Отпуск при 160—180°С 1 Для природно-круп- нозернистой стали, склонной к перегреву. 2. При особо высоких требованиях к свой- ствам цементованных изделий
Закалка с 800—850°С Отпуск при 160—180°С 1. Для природно-мелко- зернистой стали. 2. Для малоответствен- ных деталей углеро- дистой природно-круп- нозернистой стали
1. а) Отпуск при 640— 650°С б) Закалка с 850—860°С в) Отпуск при 160—180°С г) Обработка холодом д) Отпуск при 160—180°С Для высоколегированной стали (типа 18ХНВА, 12Х2Н4, 12ХНЗ ит. п.) Высокий отпуск и обработка холо- дом способству- ют уменьшению остаточного аус- тенита
2. а) Быстрое неполное охлаждение в соли или в масле от температу- ры цементации до 250—550°С б) Перенос в печь, наг- ретую до 550°С, и вы- держка в течение 4—8 час. в) Охлаждение на воз- духе г) Отпуск при 630— —680° в течение 8—10 час. с охлаждением на воздухе или в печи д) Закалка е) Низкотемператур- ный отпуск 1 i I Данный режим предложен В. Т. Чириковым с целью получе- ния оптимальной структуры как цементованного слоя, так и серд- цевины
Продолжение табл. 62
Режим термической обработки Случаи применения Примечание
Закалка с цемента- ционного нагрева с подстуживанием до 740—840°С Отпуск при 160—180°С Обработка холодом Отпуск при 160—180°С Для деталей из высоко- легированной стали ти- па 18ХНВА, прошед- ших газовую цемента- цию
2. Азотирование
Процесс азотирования заключается в насыщении поверхностного
слоя стали или чугуна азотом. Различают два вида азотирования:
1. Прочностное — с целью повышения твердости, износостой-
кости и усталостной прочности (табл. 63)\
2. Антикоррозионное — с целью повышения сопротивления кор-
розии в воде (несоленой) и влажной атмосфере (фиг. 16).
Прочностное азотирование. Для азотирования с целью повыше-
ния твердости применяют, главным образом, специальные стали, со-
держащие алюминий марок 35ХЮА и 38ХМЮА. Кроме них, азоти-
руют также инструментальные легированные и нержавеющие ста-
ли. Наибольшую твердость после азотирования приобретают из-
делия, изготовленные из сталей 35ХЮА и 38ХМЮА (1000—1150Ну).
Для азотирования с целью повышения усталостной прочности
применяют обычные легированные конструкционные стали — хро-
моникелевые, хромоникельмолибденовые и др. Поверхностная твер-
дость этих сталей после азотирования составляет 600—700 Ну.
Чугуны, подвергаемые азотированию, должны содержать алю-
миний и хром. Твердость чугунов после азотирования достигает
1000 Ну.
Перед азотированием стальные детали подвергаются закалке и
отпуску при 550—650°С, а чугунные — закалке и. отпуску при 600—
650°С.
Предохранение от азотирования. Места, не подлежащие азо-
тированию, изолируются одним из следующих способов: 1) луже-
нием; 2); никелированием; 3) нанесением обмазки, состоящей из
трех частей порошка олова, одной части порошка свинца и одной
части порошка окиси хрома. Хорошо растертая смесь разбавля-
ется раствором хлористого цинка. После обмазки деталь следует
просушить.
Контроль прочностного азотирования. 1. Твер-
дость проверяется приборами с алмазными наконечниками, при ма-
лых нагрузках (табл. 8). 2. О хрупкости судят по искажению отпе-
чатка от алмазного наконечника (по скалыванию краев отпечатка).
3. Глубина слоя определяется травлением 4-процентным раствором
азотной кислоты сошлифованного торца образца, а также по излому
и по микрошлифу.
Таблица 63
Режимы прочностного азотирования
1-я ступень 2-я ступень 3-я ступень о
Режим азотирования Вариант Температура в °C Степень диссоциа- ции в % Время в час. Температура в °C Степень диссоциа- ции в % Время в час. Температура в °C Степень диссоциа- ции в % Время в час. Глубина азотирование слоя в мм
Одноступенчатый 1 2 480—520 540—560 20—25 30—50 До 90 36—65 — — — — — — 0,5—0,7 0,5—0,6
Двухс тупенчатый 1 2 500—510 540—560 Мень- ше 25 30 18—20 10 550—570 570 35—55 30 20—24 8 — — — 0,5—0,7 0,35—0,45
Т рехступенчатый 1 500—520 204-35 15-18 600—620 50—70 18—20 550—570 35—50 4—5 0,5—0,8
Азотирование антикоррозионное. Антикоррозионному азотиро-
ванию подвергаются изделия из углеродистой и легированной ста-
лей и чугуна. Перед азотированием детали следует тщательно обез-
жирить.
Азотирование изделий из высокоуглеродистых сталей, требую-
щих высокой твердости, следует заканчивать закалкой с соответ-
ствующей для данной стали температуры.
Фиг. 16. Диаграмма оптимальных режимов антикоррозионного
азотирования.
Степень диссоциации поддерживать в пределах 35—70%.
Контроль. антикоррозионного азотирования осуществляется по*
гружением или смачиванием детали 10-процентным водным раст-«
вором медного купороса в течение 1—2 мин. В местах пор, трещин
и других дефектов происходит осаждение меди.
Для успешного ведения процесса необходимо следить за равно-
мерностью нагрева во всех точках муфеля. Объем муфеля следует
как можно полнее заполнять деталями.
3. Цианирование
Процесс цианирования заключается в одновременном насыщении
поверхности стали углеродом и азотом. Цианирование производит-
ся в жидкой, газовой и твердой средах.
Различают два вида цианирования: а) высокотемпературное с
целью повышения твердости, износостойкости и усталостной проч-
ности деталей из конструкционных сталей; б) низкотемпературное
с целью повышения твердости и красностойкости инструмента из
быстрорежущей стали.
1. Высокотемпературное цианирование в жидкой среде. При под-
готовке ванны к работе сначала расплавляют нейтральные соли (ка-
льцинированную соду и др.), а затем добавляют цианистые соли.
В ваннах с составом 6 и 7 (табл. 64) при загрузке цианплава обра-
Таблица 64
Состав ванн высокотемпературного цианирования
Состав ванны в %
№ сплавов Цианис- тый натрий Цианплав ГИПХ Кальциниро- ванная соль Поварен- ная соль Хлористый кальций Хлористый барий
1 25 15—20 55-60
2 40 — 30 30 — —
3 45 — 35-40 15—20 — —
4 50 — — 15 — 35
5 6 — — 14 — 80
6 — 9 — 26 65 —.
7 — 9 — 37 54 —
Примечание. Цианплав ГИПХ состоит из 43—49% Ca(CN)2; 2—3% СаСЫ2;
30-35% NaCl; 14—16% СаО; 4-5% С.
зуется обильная пена, избыток которой удаляют, оставляя тонкий
слой, предохраняющий ванну от обеднения. Зеркало ванны для глу-
бокого цианирования (составы 4 и 5) с этой же целью посыпают
графитом толщиной слоя 3—4 мм.
Фиг. 17. Влияние продолжительности
цианирования при температуре 900 и
950° на глубину цианированного слоя.
Фиг. 18. Влияние продолжительности
цианирования стали 20Х при темпера-
туре 850° на глубину цианированного
слоя.
Рабочая температура обычного жидкого цианирования 830—
860°С, а глубокого — 900—950° (фиг* 17, 18).
Освежение ванн с цианистым натрием производят путем добав-
ления высокопроцентного цианистого натрия из расчета 0,5—1%
в час от веса соли в ванне, а ванн с цианплавом ГИПХ — путем до-
бавления 2—4% цианплава каждые 2 часа работы от веса соли в
ванне.
Автор производит высокотемпературное цианирование, совме-
щенное со светлой закалкой, в ванне состава: 38—40% хлористого
натрия, 38—40% хлористого калия и 20—24% желтой кровяной со-
ли. Загружать желтую кровяную соль нужно хорошо просушенную,
небольшими порциями при перемешивании. При загрузке образует-
ся пена и шлакл которые удаляются*
После требуемой выдержки детали в соли охлаждение произво-
дится в 50%-ном водном растворе каустической соды. Закаленные
детали получаются чистыми, светлыми. При выдержке в этом
составе в течение 15 мин. глубина цианированного слоя составляет
0,15 мм.
2. Высокотемпературное цианирование в газовой среде. Газовое
цианирование производят в смеси аммиака с углеродосодержащими
газами, применяемыми при газовой
щая смесь содержит: аммиака 20—30%,
70—80%.
В качестве веществ для получения
цементации. Цианирую-
науглероживающего газа
при высокотемпературном цианир
зол, пиробензол, керосин и синтин,
вводимые по каплям непосредст-
венно в реторты шахтных печей.
Рабочая температура газового
цианирования 840—860°. Для де-
талей простой формы можно по-
высить температуру до 900°С.
Примерная глубина цианиро-
ванного слоя при температуре
850°С за 1 . час процесса равна
0,12—0.16 мм (фиг 19).
Закалку деталей, прошедших
жидкое и газовое цианирование,
следует производить непосред-
ственно из печи по окончании циа-
нирования. При высокой темпера-
туре цианирования производится
науглероживающего газа
применяется также бен-
Фиг.
19. Изменение
глубины циани-
зависимости от
длительности газового цианирования
при разных температурах.
рованного слоя в
подстуживание детали на воздухе. После закалки детали проходят
отпуск при 160—200°С. Мелкие, неответственные детали из малоуг-
леродистой стали отпуску не подвергаются.
Детали, подлежащие после цианирования механической обра-
ботке, охлаждают на воздухе, затем их отпускают при 630—650°С,
а после обработки закаливают и отпускают.
Места, не подлежащие цианированию, омедняют, толщина слоя
меди 0,018—0,025 мм; омедненный слой должен быть плотным.
Цеховой контроль цианированных деталей производят опреде-
лением твердости напильником, алмазной пирамидой или алмазным
конусом в зависимости от глубины цианирования.
3. Низкотемпературное цианирование в жидкой среде. Цианиру-
ют инструмент окончательно обработанный, заточенный, очищенный
от грязи и обезжиренный. Температура процесса 540—560°С (табл.
65, 66).
Инструменты размером ниже указанных табл. 67 не цианиру-
ют из-за повышенной хрупкости. Оптимальная глуби ia цианирован-
ного слоя режущего инструмента 0,02—0,035 мм. Перед цианирова-
нием инструмент рекомендуется подогревать в отдельной печи или
возле тигля. Длинный инструмент надо нагревать и охлаждать в
подвешенном состоянии.
На одном из заводов г. Киева производят низкотемпературное
цианирование в ванне с малоядовитым составом: 70% едкого нат-
рия и 30% желтой кровяной соли. Загрузка желтой кровяной соли
производится так же, как и в высокотемпературную ванну. Анализ
состава ванны на группу CN, CNO производится один раз в двое
суток. Для нормального процесса цианирования в ванне должно со-
держаться не менее 5% CNO. По мере истощения ванны произво-
дят добавку желтой кровяной соли. На указанном заводе цианиру-
ют прессформы для литья под давлением, о чем подробно сказано
на стр. 174.
Таблица 65
Состав ванн для низкотемпературного цианирования
Цианистый натрий Желтая кровяная соль Кальциниро- ванная соль Едкий натрий или калий Температура плавления в %
50—55 23—30 15-20 515
85-90 — 10—15 W —
— 80-90 — 10—20 490-500
Таблица 66
Глубина цианированного слоя быстрорежущей стали в зависимости от
продолжительности выдержки при низкотемпературном цианировании
Продолжительность выдержки в мин. Глубина слоя в мм, полученная в ваннах с содержанием цианистого натрия
90% 50% 30%
5 0,008 0,006 0,006
15 0,020 0,018 0,015
30 0,035 0,030 0,030
45 0,037 0,035 0,035
60 0,045 0,043 0,040
120 0,055 0,055 0,052
360 0,080 0,075 0,070
4) Низкотемпературное цианирование в газовой среде. Состав
цианирующей газовой среды и соотношение между газами такие
же, как и при высокотемпературном цианированйи.
После окончания выдержки при 540—560°С инструмент охлаж-
дают на воздухе или с печью до 200°С. В последнем случае он при-
обретает серебристый цвет (табл. 68)4
На одном из заводов Ленинграда производится низкотемпера-
турное цианирование инструмента из быстрорежущей стали в печи
«Ц25» при подаче керосина 60—80 капель в мин. и аммиака — 2 л
в мин. В качестве катализатора применяется силуминовая стружка.
Перенимая опыт завода, автор внедрил газовое цианирование пресс-
форм из стали ЗХ2В8 в электропечи заводского изготовления с
муфелем диаметром 200 мм и высотой 600 мм. Подача керосина —
10—15 капель в мин., а аммиака — 1,2—1,4 л в мин., Перемешива-
ние среды принудительное. На фиг. 20 дан разрез печи для циани-
рования.
Рекомендуемая продолжительность выдержки инструмента из быстро-
режущих сталей при цианировании в жидкой среде, содержащей
не менее 50% цианистого натрия
Наименование инструмента Диаметр или толщина в мм Время выдержки при 560°С в мин.
Сверла, развертки и зенкеры 3—5 6
6—10 8
10—15 10
15—20 12
• 20—30 15
Свыше 30 16—23
Метчики 5—8 5
8—12 8
12—20 10
20—30 12
Свыше 30 14—18
Протяжки 5—10 8
10—15 12
15—20 14
20—30 16
Резьбовые фрезы с нешлифованным Свыше 30 20—25
зубом 25—35 12
35—50 15
Резьбонарезные фрезы с шлифован- Свыше 50 18
ным зубом 25—35 10
35—50 12
Свыше 50 15
Плашки тангенциальные Червячные, фрезы с нешлифованным — 8—10
зубом 50—60 30
Червячные и шлицевые фрезы с Свыше 60 40-50
шлифованным зубом 50—60 16
Фрезы цилиндрические фасонные и Свыше 60 20—26
торцовые с шлифованным зубом До 30 10—12
30—40 16
40—60 20
Дисковые фрезы Свыше 60 25—30
1—2 6
2—5 8
5—10 12
10—15 15
1 Свыше 15 18—23
Наименование инструмента Диаметр или толщина в мм Время выдержки при 560°С в мин.
Фасонные и тангенциальные резцы 12—30
Резцы к зубострогальным станкам — 10—12
Токарные и строгальные резцы — 12—40
Долбяки — 15
Примечание. Увеличение выдержки сверх рекомендуемой: приводит
к получению хрупкого цианированного слоя.
5. Низкотемпературное цианирование в твердой среде. Смесь для
цианирования состоит из тщательно перемешанных между собой
60—80% древесного угля (величина зерна примерно 3—6 мм) к 20—
40% желтой кровяной соли, измельченной в порошок. Инструмент
упаковывается в железные ящики так же, как при цементации
(фиг. 15).
Температура процесса 550—560°. Охлаждение в ящиках, на воз-
духе до 100—200°.
Виды брака при химико-термической обработке стали приведены
в табл. 69.
4. Алитирование
Алитирование применяется для повышения жаростойкости сталь-
ных изделий, работающих при высоких температурах, и заключает-
ся в насыщении поверхностного слоя стали алюминием. Алитиро-
вание можно производить в твердой, жидкой и газовой средах, од-
нако до настоящего времени наибольшее применение находит спо-
соб твердого алитирования. При этом способе чистые, обезжирен-
ные изделия упаковываются в стальные ящики с тщательно пере-
мешанной порошкообразной массой, состоящей из 99,5% ферроалю-^
миниевого сплава [43] и 0,5% хлористого аммония. к
Упаковка изделий производится так же, как и при твердой це-
ментации. Места, не подлежащие алитированию, обвязываются ас-
бестом или обмазываются огнеупорной глиной. Следует обратить
внимание на тщательность обмазки ящика во избежание окисления
алитирующей смеси. Для алитирования применяют примерно 80%
обработанной смеси и 20% свежей. Температура алитирования 850—
1000°. Скорость образования алитированного слоя примерно 0,05—
0,08 ;иж в час в зависимости от температуры процесса.
Алитированный слой обладает повышенной хрупкостью, недопу-*
стимой для ряда ответственных деталей. Такие алитированные де-
тали подвергают отжигу при 900—1000° в течение 3—6 час., в
результате чего происходит уменьшение содержания алюминия в по-
верхностном слое за счет проникновения его в глубь изделия. В тон-
ких деталях это может привести к сквозному алитированию и воз-
никновению хрупкости по всему сечению детали. Такие явления
надо регулировать выбором температуры и продолжительностью
режима отжига.
Фиг. 20. Установка
для газового циани-
рования:
1 — муфель; 2 — про-
кладка резиновая; 3 —
крышка муфеля, ох-
лаждаемая водой; 4 —
трубка для подачи ке-
росина в печь; 5 — ка-
пельница для керосина;
6 — вал с крыльчатка-
ми; 7 — кладка печи;
8 — штуцер для ввода
аммиака; 9 — скобы
для соединения тигля
с крышкой; 10 — шту-
цер для ввода воды;
11 — штуцер для вы-
хода газов; 12 — шту-
цер для выхода воды;
13 — отверстие для
ввода керосина.
Рекомендуемая продолжительность выдержки инструментов из быстро-
режущих сталей при цианировании в газовой и твердой средах
Время выдержки при тем-
Наименование инструмента Диаметр пературе 550- -560° С в час.
или толщина
в мм В газовой В твердой
среде среде
Сверла, зенкеры, развертки До 15 1,0—1,5 2,0—2,5
15—25 1,5—2,0 2,5—3,0
25—50 2,0—3,0 3,0—4,0
Метчики До 15 0,5—1,0 —
15—25 1,0—1,5 —-
25—50 1,5—2,0 —
Резьбовые фрезы
а) с шлифованным зубом 25—50 1,0—1,5 1,5—2,0
Свыше 50 1,5—2,0 2,0—3,0
б) с нешлифованным зубом 25—50 1,5—2,0 2,0—2,5
Свыше 50 2,0—2,5 2,5—3,0
Резьбовые гребенки и плашки
а) с шагом резьбы до 2 мм — 1,0—1,5 1,5—2,0
б) с шагом резьбы свыше 2 мм — 1,5—2,0 2,0—3,0
Червячные и шлицевые фрезы 1,0—1,5 2,0—2,5
а) с шлифованным зубом 50—75 1,5—2,0 2,5—3,0
Свыше 75
1,5—2,0 2,5—3,0
б) с нешлифованным зубом 50—75 2,0—2,5 3,0—4,0
Свыше 75
Фрезы цилиндрические, фасон-
ные и торцовые До 50 1,0—1,5 2,0—2,5
50—75 1,5—2,0 2,5—3,0
Свыше 75 2,0—2,5 3,0—4,0
Дисковые резцы До 10 1,0—1,5 2,0—3,0
Свыше 10 1,5-2,0 3,0—4,0
Круглые резцы До 5 1,0—1,5 2,0—2,5
5—15 1,5—2,0 2,5—3,0
Тангенциальные резцы ЮхЮ 1,5 3,0
25x25 2,0 3,5
Примечания. 1. Время выдержки с момента прогрева инструмента. 2 Уве-
личение выдержки сверх рекомендованной приводит к получению хрупкого циа-
нированного слоя.
Характеристика брака
Разъедание поверхности из-
делия
Стекловидные наплывы на
поверхности изделий
Неодинаковая глубина це-
ментации
Излишняя глубина цемен-
тации. Повышенная кон-
центрация углерода в це-
ментованном слое
i
Виды брака при химико-термической обработке
Метод определения
Основные причины
образования брака
I. Брак при цементации стали
Осмотр
Осмотр
По излому
По излому. Про-
смотр шлифа под
микроскопом
Основные мероприятия по предупреж-
дению и исправлению брака
Наличие в карбюри-
заторе сернокис-
лых солей более
3-6%
Наличие песка в
карбюризаторе
Плохое перемешива-
ние карбюризатора.
Неравномерный
прогрев ящиков
Повышенные темпе-
ратура и время вы-
держки при цемен-
тации. Применение
сильного карбюри-
затора.
Предупреждение брака: не допускать
наличия в карбюризаторе сернокислых
солей свыше 3—6%
Предупреждение брака: не допускать
попадания песка при хранении карбю-
ризатора и распаковке ящиков. Про-
сеять карбюризатор
Предупреждение брака: тщательное
перемешивание карбюризатора, приме-
нение раствора углекислых солей
крепителя патоки при изготовлении
карбюризатора. Равномерный прогрев
ящика.
Исправление брака при повышенной
концентрации углерода: закалка в
масле или нормализация при 900—
—910°С для углеродистых сталей и
850—860°С для легированных сталей
и последующая закалка при 760°С
о
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Пониженная концентрация углерода в цементованном слое Определение твер- дости. Просмотр шлифа под микро- скопом Низкая температура цементации. При- менение слабого твердого карбюри- затора или недо- статочная подача газа или керосина при газовой цемен- тации Исправление брака: повторная цемен- тация при нормальной температуре и нормальном карбюризаторе. Преду- преждение брака: применение более сильного карбюризатора
Недостаточная 'ментации глубина це- По излому. Просмотр шлифа под микро- скопом Низкая температура цементации. При- менение слабого твердого карбюри- затора или недо- статочная подача газа или керосина при газовой цемен- тации Исправление брака: повторная цемен- тация при нормальной температуре и нормальнохм карбюризаторе. Преду- преждение брака: применение более сильного карбюризатора
Поверхностное обезуглеро- живание цементованного слоя Определение твер- дости. Просмотр шлифа под микро- скопом Излишне медленное охлаждение ящи- ков с печью после цементации (осо- бенно с крупнозер- нистым карбюриза- тором Исправление брака: повторная кратко- временная цементация при нормаль- ной температуре. Предупреждение брака: охлаждение ящиков на воздухе
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Неравномерная цементация Определение твер- дости Грязная, жирная по- верхность изделия, усадка карбюриза- тора, анормаль- ность стали Предупреждение брака: точное соблю- дение технологии. Применение при- родно-крупнозернистой стали
Отслаивание закаленного це- ментованного слоя Осмотр Применение сильного карбюризатора Исправление брака: нагрев в ящиках с углем :+3—5% кальцинированной соды до температуры 920—940° и выдержка при этой температуре 2— 4 часа.
Повышенное количество ос- Определение твер- Повышенное содер- Исправление брака1 1) обработка хо-
таточного аустенита. Пони- женная твердость. Брак характерен для высоколе- гированной стали дости жание углерода в цементованном слое, резкая за- калка лодом; 2) улучшение с последующей закалкой с темпертуры 750°С; 3) за- калка с подстуживанием до темпе- ратуры 650—600°С
Значительные отложения са- жи при газовой цемента- ции Осмотр 2. Брак npi Излишнее количество газа или керосина, вводимых в печь и азотировании стали Предупреждение брака: тщательная дозировка цементующего вещества, вводимого в печь
Коробление и деформация Проверка размеров и биения Напряжения, вызы- ваемые разностью удельных объемов азотированного слоя и сердцевины Предупреждение брака: 1) производить азотирование с наименьшей допусти- мой глубиной слоя; 2) избегать про- висания деталей в печи; 3) равно- мерно нагревать и охлаждать детали в печи
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Растрескивание (шелушение азотированного слоя) Осмотр Резкий переход от азотированного слоя к сердцевине Предупреждение брака: медленное ох- лаждение после азотирования. При наличии брака в партии все детали отпустить при 570—580°С в течение 4—5 час. в печи с постоянной атмос- ферой диссоциированного аммиака
Вздутия на поверхности Осмотр Шлаковые включе- ния, расположен- ные у поверхности изделия Предупреждение дефекта: тщательный контроль стали на шлаковые вклю- чения
Хрупкость (выкрашивание Осмотр. Определение Чрезмерное насыще- Предупреждение дефекта: ступенчатый
поверхности) азотирован- твердости алмазной ние нитридами тон- процесс азотирования. При наличии
ного слоя Неравномерная твердость. пирамидой и про- верка состояния от- печатков кого поверхностно- го слоя вследствие крупнозернистое™ структуры и обез- углероживания по- верхности при пред- варительной термо- обработке Наличие отдельных брака в партии все детали отпустить в атмосфере диссоциированного аммиака при 570—580°С 4—5 час. или при 630—650°С 2 часа Предупреждение брака: фосфатирование
Характерна для деталей, Определение твер- участков, покрытых перед азотированием и тщательная
подвергаемых местному азо- тированию дости алмазной пи- рамидой оловом, на азоти- руемой поверхности изделия подготовка поверхности изделия
Характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Основные мероприятия по предупреж- дению и исправлению брака
Недостаточный или пористый Испытание погруже- Малая выдержка, Исправление брака: вторичное азотиро-
слой. Характерно для ан- нием на одну ми- большая степень вание при более короткой выдержке.
тикоррозионного азотиро- нуту в 10-процент- диссоциации амми- 'Для деталей малых размеров с резь-
вания ный водный рас- твор медного купо- роса 3. Брак пр ака, малая темпе- ратура процесса и цианировании стали бой брак окончательный
Разъедание поверхности при высокотемпературном циа- нировании Осмотр Наличие’ в нейтраль- ных солях, приме- няемых для ванн, свыше 0,7—0,8% сернокислых солей Предупреждение брака: тщательный контроль нейтральных солей на на- личие сернокислых соединений
Остаточный аустенит в слое, Определение твердо- Несоответствующая Предупреждение брака: закалка в масле
пониженная твердость по- сле закалки. Характерна для легированной стали сти скорость охлажде- ния с подстуживанием до 650—600°С. Исправление брака: обработка холодом
Хрупкость цианированного Определение состоя- Длительная выдерж- Исправление брака: нагрев в селитровой
слоя быстрорежущей стали ния отпечатков после определения твердости алмазной пирамидой ка и применение высокопроцентных ванн. Повышенное содержание аммиака (свыше 40%) при газовом цианирова- нии ванне при 550—560°С с выдержкой 30 мин.
5. Сульфидирование (сульфатирование)
Сульфидирование применяется для повышения износостойкости
деталей машины и некоторых видов инструмента из быстрорежущей
стали путем насыщения их поверхности серой.
Сульфидирование производится в жидкой или твердой среде.
При жидком сульфидировании обезжиренные, сухие изделия поме-
щают в ванну состава: 1) хлористый натрий—17%; 2) хлористый
кальций — 38%; 3) хлористый барий—25%; 4) сернистое железо —
13,2%; 5) сернокислый натрий — 3,4% и 6) желтая кровяная соль—
3,4%.
Сначала расплавляют первые три соли, а затем, постепенно,
остальные составляющие ванны. После полного расплавления
солей и последующей очистки ванны ее поверхность засыпают
графитом. Сульфидирование производится в интервале температур
560—750°, однако не выше температуры отпуска изделия. Пример-
ная глубина сульфидирования за 1 час при 560° равна 0,1 мм. Про-
должительность сульфидирования инструмента из быстрорежущих
сталей в зависимости от величины инструмента находится в преде-
лах от часа до трех. При твердом сульфидир’овании изделия упако-
вываются в стальные ящики со смесью следующего состава: 1) из-
мельченное сернистое железо—30—40%; 2) графит 50—60%;
3) желтая кровяная соль—10%.
Температура нагрева та же, что и при жидком сульфидирова-
нии. Выдержка при твердом сульфидировании примерно в три ра-
за большая, чем при жидком. После сульфидирования детали про-
мываются в горячей воде и нагреваются в масляной ванне при
НО—120° с целью предохранения от коррозии. Твердость изделий в
результате сульфидирования практически не меняется.
6. Очистка и травление изделий после термической обработки
Очистка изделий от солей, масла и грязи производится в горя-
чем водном растворе с содержанием каустической соды до 3% или
кальцинированной соды до 10%. Температура раствора 80—90°. Вре-
мя промывки от 5 мин. и выше. Раствор меняется не реже чем каж-
дые 10 дней.
Очистка изделий от окалины производится в пескоструйных, дро-
беструйных аппаратах и в травильных ваннах.
Для пескоструйной очистки применяют речной сухой песок раз-
мером зерна 1—2 мм. Давление воздуха 5—6 атм.
Для улучшения условий труда пескоструйная очистка может
быть заменена пескогидравлической очисткой, при которой изделие
очищается смесью, состоящей из 50% песка и 50% воды. Эта
смесь распыляется воздухом высокого давления, подводимым в
трубе к месту выхода смеси воды и песка.
Для крупных изделий находит применение также гидравличе-
ская очистка, при которой изделие очищается струей воды под
давлением до 150 атм.
Для обдувки используют дробь диаметром 0,5—2,0 мм.
Травление черных металлов производится в 5—18-процентном
водном растворе серной кислоты или 7—20-процентном водном рас-
творе соляной кислоты. Для того чтобы не перетравить изделия, к
раствору добавляют органическую присадку КС в количестве 1%
или Ж в количестве О,5°/о объема травильного раствора. Срок дей-
ствия присадки 100—150 час. Время травления 30—60 мин. Темпе-
ратура травления в серной кислоте 40—90°С, а в соляной кислоте
30—60°С. С уменьшением концентрации кислоты температуру следует
повышать. Наименьшая допускаемая концентрация рабочей ванны
3—4% кислоты.
Нержавеющие стали травят при температуре 40—50°С в ванне
состава: 47% соляной кислоты, 5% азотной кислоты и 48% воды,
после чего погружают на 3—5 мин. в 5-процентный раствор азотной
кислоты. Протравленные детали промываются в теплой воде, затем
в 0,5-процентном растворе каустической соды, сушатся при темпера-
туре 120—150°С для удаления травильной хрупкости.
При химическом травлении может иметь место перетравливание
изделий, а поэтому изделия, имеющие чистовые размеры или малый
припуск на обработку, подвергают электрохимическому травлению в
специальных цехах.
7. Антикоррозионная обработка изделий после термической обработки
После термической обработки, связанной с применением солей,
щелочей, воды и прочих веществ, могущих вызвать при длительном
хранении изделий коррозию, следует произвести антикоррозионную
обработку изделий, заключающуюся в том, что очищенные, промы-
тые и высушенные детали погружаются на пять минут в 20—30-про-
центный водный раствор нитрита натрия, после чего завертываются
в пропитанную этим же раствором бумагу.
В таком виде детали могут храниться длительное время.
Глава VI
ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
1. Ориентировочные режимы термической обработки и механические
свойства сталей различных марок
Термическая и химико-термическая обработка углеродистой ста-
ли обыкновенного качества Ст. 1—Ст. 7 (ГОСТ 380-50) проводит-
ся по режимам, указанным для конструкционной стали с таким же
содержанием углерода.
Термическая и химико-термическая обработка автоматной стали
проводится также по режимам, указанным для конструкционной ста-
ли с таким же содержанием углерода.
Качественная конструкционная углеродистая сталь (ГОСТ 1050-
52), в зависимости от содержания углерода и назначения изделий,
подвергается нормализации, отжигу, закалке или цементации.
В практике заводов для улучшения обрабатываемости стали с со-
держанием углерода до 0,5% подвергаются нормализации, а с боль-
шим содержанием углерода — отжигу. Скорость охлаждения при
отжиге принимается 50—150°С в час до 500—600°С с дальнейшим
охлаждением на воздухе.
Отжиг рекомендуется производить на нижнем пределе темпе-
ратур, указанных в табл. 70, а нормализацию — на верхнем преде-
ле температур.
Необходимо учесть, что среднеуглеродистые стали марок 45, 50
и т. д. склонны к образованию трещин при закалке в воде и их
следует калить с переносом в масло.
Стали с повышенным содержанием марганца склонны к пере-
греву, и поэтому температура нагрева и время выдержки для них
должны быть наименьшими.
После отпуска при температуре 400—600°С марганцовистую
сталь во избежание развития отпускной хрупкости нужно^хлаж-
дать ускоренно.
Стальное литье. Крупное стальное литье, приобретающее в ре-
зультате медленного охлаждения весьма грубую неоднородную
структуру, подвергается сначала гомогенизирующему отжигу при
температуре Лс3+ 150—250°, а затем отжигу при нормальной тем-
пературе.
Мелкие и средние стальные отливки, в большом количестве от-
ливаемые в настоящее время методом точного литья, как правило,
подвергают однократному отжигу или нормализации при темпера-
туре Ас3 + 20—50° для доэвтектоидных сталей и АС1 + 20—30° для
эвтектоидных и заэвтектоидных сталей. Выдержку при отжиге и
Таблица 70
Ориентировочный режим термической обработки и механические свойства
качественной конструкционной углеродистой стали
Марка стали Температура на- грева для закал- ки, нормализа- ции и полного отжига в °C Охлаждающая среда Температура от- пуска в °C Механические свойства
Твердость Предел проч- ности в кг)мм2 Удлинение в %
Нб Rc
Цементуемые стали
08 10 900—960 900—940 Воздух » 131 137 — 32 34 33 31
15 890—930 » — 143 — 37 27
20 880—920 » — 156 — 41 25
Улучшаемые стали
25 860—900 Вода 200—300 33—27 —
30 850—890 То же 200—300 35—30 —
600 55 20
35 840—880 в 300—400 50—41
400—500 41—31
500—600 31—23
40 820—860 в 200—300 52—48
300—400 48—41
400—500 41—33
500—600 33—22
45 810—840 в 200—300 54—50
50 300—400 50—41
400—500 41—33
500—600 33—24
600—700 24—15
55 790—830 в 430—450 42—33
60 785—820 Вода, 400 321
масло 550-620 241—207
65 785—815 Вода, 300—400 52—45
масло 400—500 45—37
500—600 37—28
70 770—815 Вода, 400 46—39
масло 610—670 260—230
85 770—800 То же 375—400 49—40
560—600 33—26
Углеродистые стали с повышенным содержанием марганца.
Цементуемые стали
15Г 880—920 Воздух 163 40 24
20Г 860—900 То же 197 43 22
10Г2 850—890 в 197 43 22
Л ч . X л СО О (1, Механические свойства
S ч К Л а- св р.,, Твердость о
<я к w 5 о о. а>
Марка ст Ь § s О и 2.^0 2 к g = ® s js 5 -s $ ф a s s Ь Н (7 м Д' о Охлажда] среда Температ пуска в Нб Rc Предел п ности в кг/мм2 Удлинени в %
Улучшаемые стали
зог 840—880 Вода 200—220 400—500 600 196 54—52 38—33 70 15
40Г 820—860 То же 600 235 80 15
50Г 800—840 Вода, 200 50
масло 550—600 295—246 85 8
60Г 790—820 То же 200—220 60—56
380—420 46—40
500—600 302—269 85 9
65Г 790—815 » 150—200 60—58
200—300 58—54
300—400 54—47
400—500 47—39
500—600 39—30
70Г 780—800 » 200—220 62—58
400—450 46—40
30Г2 820—850 » 600 269—217 — 80 14
35Г2 810—850 200—300 — 56—48
400—500 — 38—34
550—620 241—217 75—85 15—18
40Г2 810—840 » 550—600 300—230
45Г2 800—840 » 300—400 — 49—43
400—500 43—33
500—600 325—262
50Г2 790—820 » 500—600 321—269 90 9
Примечания: 1. Цементуемые стали подвергаются закалке и отпуску после
цементации по обычным режимам. 2. Механические свойства указаны для сталей
сечением до 60—80 мм.
нормализации следует увеличить до полутора раз против выдержек,
принятых для поковок и заготовок из проката.
В зависимости от требований чертежа отливки могут подвер-
гаться улучшению (детали машин, испытывающие повышенную на-
грузку) и закалке с низкотемпературным отпуском (инструмент и
пр.) по обычным режимам.
Стальные отливки после любых видов термической обработки об-
ладают меньшей пластичностью, чем поковки и прокат.
Необходимо знать, что стальное литье может поступать в терми-
ческое отделение с обезуглероженным слоем и иногда довольно
значительным. Обезуглероживание в литейном цехе происходит из-
за наличия окалины в наполнительной земле опок. Небольшой обе-
зуглероженный слой можно восстановить за счет отжига в наугле-
роживающей среде. При большом обезуглероженном слое отливки
бракуются..
Таблица 71
Ориентировочный режим термической обработки и твердость стали
для лемехов плугов
Марка стали Температура на- грева при закал- ке, нормализа- ции и полном отжиге Охлаждаю- щая среда Температура отпуска в °C Твердость
Л53 800—820 Вода 180—250 58-55
250—300 55—52
300—350 52—50
350—400 50—44
Л65 780—800 Вода 200—300 59—52
300—400 52—46
400—500 46—30
Конструкционная легированная сталь, в зависимости от содер-
жания углерода, подвергается цементации или улучшению. Легиро-
ванные стали обладают пониженной теплопроводностью, и поэтому
детали сложной формы следует нагревать медленнее, чем углеро-
дистые.
В табл. 72 указаны режимы умягчающей обработки легирован-
ных сталей. Некоторые марки сложнолегированных хромоникелевых
сталей не поддаются отжигу и их умягчение производится только
путем высокого отпуска при длительной выдержке. Охлаждение
после выдержки до 500° производится вместе с печью, а затем на
воздухе.
В практике ряда заводов весьма часто взамен отжига предпо-
читают высокий отпуск и для других марок стали как операцию
менее сложную, чем отжиг, и дающую хорошие результаты. При
обработке поковки, если не уверены в правильности режима ковки,
перед отпуском следует произвести нормализацию. Ориентировоч-
ные режимы термической обработки легированных сталей приве-
дены в табл. 73. Охлаждение после отпуска закаленных изделий из
легированных сталей, содержащих хром или марганец, во избежа-
ние отпускной хрупкости следует производить в масле или на
воздухе.
Рессорно-пружинная сталь обычно не шлифуется, и поэтому при
термической обработке следует применять меры предохранения про-
тив обезуглероживания. Особенно это относится к кремнистым ста-
лям, которые обезуглероживаются значительно быстрее других ста-
лей. При необходимости умягчения пружинной как горячекатан-
ной, так и термически обработанной стали следует применять вы-
сокий отпуск при температуре 660—700°С с наименьшей выдержкой.
Ориентировочный режим термической обработки рессорно-пружин-
ной стали представлен в табл. 74.
Таблица 72
Режимы умягчающей обработки легированных конструкционных сталей
Марка стали Наименование операций Температура нагрева в °C Условия охлаждения
ЗОХ, 35Х, 38Х, 40Х 45Х, 50Х Отжиг 800—860 40—50° в час
15ХФ, 20ХФ, 40ХФ 50ХФ » 840—860 50—60° в час
ЗЗХС, 37ХС, 40ХС 860—880 40—60° в час
40ХГ, 35ХГ2 » 840—850 40—60° в час
20ХГС Изотермиче- ский отжиг 880—900 Температура изотермической выдержки 660—680°С
25ХГС То же 870—890 То же
зохгс » 860—880 »
35ХГС » 850—870 »
27СГ, 35СГ Отжиг 860—880 50—60° в час
25НА, ЗОНА Нормализация, 840—860 Воздух
отпуск 620—640 Воздух
13Н2А, 13Н5А, 21Н5А Отпуск 620—640 Выдержка 5 час.
25НЗ, ЗОНЗА » 650—670 »• 5 час.
15ХМА Отжиг 880—900 30—40° в час
20ХМ » 860—880 30—40° в час
ЗОХМ » 840—860 30—40° в час
35ХМ » 830—850 30—40° в час
35ХЮА, 35ХМЮА » 860—880 60—80° в час
35ХМФА » 860—880 40—50° в час
?0ХН Отжиг 840—860 30—40° в час
40ХН, 45ХН » 800—820 30—40° в час
50ХН » 790—810 30—40° в час
12ХН2, 12ХНЗ, Нормализация,. 880—900 —
I2X2H4 отпуск 600—640 —
2ОХНЗ, ЗОХНЗ, 37XH3A То же 640—650 Длительная выдержка
20ХН4ФА Отжиг 850—860 30—40° в час
13ХНВА, 18ХНВА, 18ХНМА 25ХНВА Отпуск 650—680 Длительная выдержка
12Х2НЗМА, 12Х2Н4МА, 20ХНМ, ЗЗХНЗМА, 40ХНМА 650—670 Выдержка 5—6 час.
45ХНМФА Отжиг 850—870 40—50° в час
18ХГТ Нормализация, 900—930 —
отпуск 670 —
ЭИ274 То же 900—950 670 —
Ориентировочные режимы термической обработки и примерные механические свойства легированных
конструкционных сталей
Марка стали Температура нагрева для закалки и нормализации Охлаждающая среда Температура отпуска в °C Механические свойства
По Бринелю По Роквеллу Предел проч- ности в кг/мм2 Удлинение в %
15Х* 780—820 Вода 200 Не менее 200 70 10—11
20Х* 780—820 » 200 Не менее 220 80 10
зох 840—870 Масло 540—580 207—229 — 75—80 14—18
35Х 840—865 7> 180—200 — 45—50
480—520 28—31
38ХА 830—860 » 180—200 45—52
500—560 285—375 130—ЮО
560—660 200—285 100—70
40Х 825—860 200—300 54—52
300—400 52—45
400—500 45—36
500—600 36—30
600—650 30—27
45Х 820—850 » 200—220 55—52
500—580 280—302 100 8
600—650 230—280 85 9
50Х 815—845 Масло 500 Не менее 300 110 8
20X3* 860—870 » 200—220 То же ПО 8
15ХФ* 780—800 Вода 180—200 Не менее 220 80 12
20ХФ 780—800 Масло 180—200 Не менее 250
40ХФА 840—880 » 450—500 35—42
620—680 Не менее 255 90 10
Марка стали Температура нагрева для закалки и нормализации Охлаждающая среда Температура отпуска в °C
50ХФА 840—870 Масло 370—420
ЭИ275 850—880 » 560-620
ЗЗХС 900—930 » 250—270 620—640
37ХС 900—930 » 250—280. 600—650
40ХС 900—920 » 240—260 600—650
20ХГ* 800—820 » 180—220
40ХГ 860—880 » 200—250 550—600
35ХГ2 820—860 » 220—250 620—660
18ХГТ* 800—820 » 180—200
40ХГТ 850 » 500
18ХГМ* 780—800 » 180—200
38ХГМ 840—850 » 630—650
20ХГС 870—900 » 200 500—520
25ХГС 870—900 » 200
500
ЗОХГС 860—890 » 225—250 480—520 540—580 600—640 640—680
Механические свойства
По Бринелю по Роквеллу Предел прочности в кг/мм- Удлинение в %
42—50 150
293—388 105 12
Не менее 42 160 8
Не менее 269 — 95 15
— 52—55
241—269 90—95 12—12
— 52—55 175 7
241—269 90 12
Не менее 220 —. 80 12
— 48-53
272—302 — 100 10
45—53
235—269 — 88 12
332—375 — 115 10
Не менее 300 108—110 14—15
321—364 — 110 7
302—341 108 13
145 10
228 — 80 10
Не менее 400 150 5
Не менее 310 46—50 НО 6
337—390 120-140
285—315 100—110
235—265 80—90
211-235 70—80.
Марка стали Температура нагрева для закалки и нормализации Охлаждающая среда Температура отпуска в °C
35ХГС 860—880 Масло 200—250
640—660
ЗОХГСНА 890—910 » 200—300
27СГ 910—940 Вода 230
475
550
35СГ 870—900 » 600—620
13Н2А* 780—800 Масло 150—170
13Н5А* 800—820 » 180—200
21Н5А 800 Масло 600
25Н 840—860 » 600
ЗОН 840—860 » 600
25НЗ 820—860 » 480—520
ЗОНЗА 840—850 » 600
20ХМ 880—900 » 550
ЗОХМ 860—890 » 460
560
650
35ХМ 860—870 » 200—220
560
600—650
35Х2МА 870 » 620
40НЛ\ 800—820 » 500—600 •
35ХЮА 930—960 » 650
ИЛ 38ХМЮА 930—950 » 600—670
го
со
Механические свойства
по Бринелю по Роквеллу Предел прочности в кг/мм* Удлинение в %
46—53
Не менее 235 76 16
46—50 160—180
42—50 150 8
302—363 100 12
80 12
248—285 85 1-3
Не менее 180 60 15
Не менее 270 95 11
120 10
Не менее 220 75 18
Не менее 220 75 18
Не менее 270 95 15
Не менее 280 100 12
Не менее 235 80 12
Не менее 320 ПО
Не менее 270 95 11
Не менее 260 90 22
45—53 140 10
Не менее 270 95 11
Не менее 260 90 16
Не менее 300 । 105 8
260—300
. Не менее 260 95 10
Не менее 286 100 15
bO
Марка стали Температура нагрева для закалки и нормализации Охлаждающая среда Температура отпуска в °C*
35ХМФА 840—860 » 200—220 600—620
20XH 840—870 » 200
500
40XH 800—840 » 180—200 550—600
45XH 800—830 Масло 250
530
50XH 790—820 » 500
20XH3 820—840 » 500
30XH3 810—840 » 530
12ХН2* 780—800 » 180—200
12ХНЗ* 780—800 180—200
37XH3A 810—840 » 200—220 525—575
12Х2Н4* 780-800 180—200
Э6 820 » 450—500
20ХН4ФА 850—870 » 510
13ХНВА* 830—850 » 180—200-
18ХНВА* 850—870 Масло или 180—200
18ХНМА 850—870 воздух То же 180—200
25ХНВА 850—870 560
Механические свойства
по Бринелю по Роквеллу Предел прочности в кг/мм2 Удлинение в %
48—53 150 10
282 104 15
100 10
80 10
45—50 150 8
255—286 50—58 85—95 14—16
100 10
НО 8
292 95 11
292 100 9
Не менее 220 80 12
Не менее 260 95 10
—— 45—52 160
321—387 ПО 10
Не менее 300 ПО 10
285—388 100 7
НО 10
Не менее 300 НО 12
Не менее 340 120 10
То же 120 10
ПО 11
Марка стали Температура нагрева для закалки и нормализации Охлаждающая среда - .* Температура отпуска в °C Механические свойства
по Бринелю по Роквеллу Предел прочности в кг)'мм2 Удлинение в %
12Х2НЗМА* 780—800 Масло 180—200 Не менее 330 120 10
ЗЗХНЗМА 900—920 Масло или 520—620
воздух
40ХНМА 830—850 Майло 200—220 48—53 165 9
610 302 ПО 12
18Х2Н4МА* 840—860 Воздух 170—190 Не менее 330 115 10
30ХН2МФА 860 Масло 680 90 10
45ХНМФА 860—880 » 390—420 44—49 150 7
550—600 35—39 ПО 9
600—650 25—35 90 10
* Цементованные стали. Твердость, предел прочности и удлинение указаны для сердцевины цементованной и закаленной стали,
ьэ Твердость поверхностного слоя этих сталей находится в пределах /?£ — 56 — 62.
Ориентировочный режим термической обработки и твердость
рессорно-пружинной стали
Марка стали Температура нагрева при закалке и нормализации в °C Охлаждаю- щая среда Температура отпуска в °C Твер- дость Rc Примечание
55 790—830 Вода 430-450 33—42
65 785—815 Масло 300 52
400 45
500 37
600 28
70 780-815 » 380 —
75 780—815 » 380 39-46
85 770—800 » 375—400 40—49
65Г 790—815 » 380—430 42—47
55ГС 790—820 » 390—420 39—46
580 25—31
55С2 850—890 » 480—500 39—43
60С2 840—870 » 400-510 43-50
6СС2А 840-870 » 400-425 40—49 Для про-
волоки 0 до
13 мм
820—840 Вода 400—425 40-49 Для про-
волоки 0
свыше 13 мм
63С2А 860 Масло 400—510
70СЗА 850 » 400—510
50ХГ 840—870 » 450-480 41—43
50ХГА -
60С2ХА 860 » 420
60С2ХФА 840 » 450
65С2ВА 840 » 450
60С2Н2А 840 » —
55СГ 880 » 400—510
60СГА 860 » 400—510
50ХФ 840—870 » 475
50ХФА 370—420 42—50
50ХГФА 850—880 » 550 39—43
58GH2A 875—900 » 400—425 46—49 J 1
Пружинная сталь, не подвергаемая закалке
ГОСТ Наименование Применяемая сталь Вид изделия
1070-41 1071-41 1546-53 5047-49 2614-55 ВС (высокого качества) ОВС (особо высокого качества) Н (нормальной прочности) П (повышенной прочности) В (высокой прочности) 1П (первой прочности) 2П (второй прочности) ЗП (третьей прочности) 65, 65Г 70 Углеродистая У8А—У12А, 65Г, • 60С2А, 70С2ХА и Х05 Проволока То же То же Лента
Примечания. 1. Проволока для пружин, не подвергаемых закалке по ГОСТу
1070-41, маркируется буквой «-Х».
2. Пружины, изготовленные из приведенных марок проволоки, проходят
после навивки отпуск при 250—320 °C в течение 15—30 мин. для снятия напря-
жений, образовавшихся при навивке, и для повышения упругих свойств прово-
локи.
Таблица 76
Ориентировочный режим термической обработки стали
для шарикоподшипников
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Темпера- тура на- грева в °C Твердость нБ Темпера- тура наг- рева в °C Твердость не ниже Rc Темпера- тура наг- рева в сС Твердость нс
ШХ6 780—800 170—207 800—825 62 150-170 60—62
200—220 56—58
ШХ9 780—800 170—207 825—840 62 J50—180 60—62
200—260 60—55
260—320 55—50
ШХ10 820-830 840—850 400 50—45
ШХ15 780—800 170—207 835—855 62 150—200 64—61
200—300 61—56
300—400 56—49
400—500 49—41
500—600 41—28
ШХ15СГ 780—800 170—207 815—835 62 170—200 61—65
Примечание. Охлаждающей средой для шарикоподшипниковых сталей слу-
Росин130,710’ а для изделий ПРОСТО$ формы, требующих высокой твердости,—ке-
4
Фиг. 21. Установка для вакуумного отжига:
/ __ муфель; 2 — крышка муфеля, охлаждаемая водой; 3 — ниппель
для вывода воды; 4 — ниппель для отсоса воздуха; 5 — ниппель
для ввода воды; 6 — стяжные болты; 7 — кладка печи.
Сталь для шарикоподшипников. Шарикоподшипниковую сталь
обрабатывают по режимам, предложенным в табл. 76. При отжиге
охлаждение после прогрева до 500—550° ведется со скоростью не
более 30° в час для стали ШХ15СГ и не более 40° в час для сталей
ШХ6, ШХ9, ШХ15. Затем заготовки охлаждаются в выключенной
печи. Применяется также изотермический отжиг по режиму: нагрев
до 800°С, выдержка до полного прогрева, охлаждение до 700—720°С,
выдержка 3—4 часа, охлаждение с печью до 400—450°С, а затем на
воздухе.
Если исправление структуры не требуется и целью отжига яв-
ляется только снижение твердости, то
отпуск при температуре 680—700° в
течение 3—4 час.
При закалке .массивных изделий
из стали ШХ15, для получения твер-
дости выше = 60, охлаждение
производят в керосине до полного
остывания. В этом случае все резкие
переходы в острые выточки заделы-
вают асбестом с глиной во избежание
появления трещин.
Электротехнические стали и спла-
вы подвергаются отжигу для повы-
шения магнитных свойств. Наилуч-
шие результаты дает отжиг в ваку-
уме (фиг. 21)., При отсутствии ваку-
умной установки применяется отжиг
в ящиках с твердой защитной сре-
дой — белым горным песком, асбес-
товым порошком, окисью алюминия
можно применять высокий
Крышка внутренняя
Крышка наружная
Песок
Фиг. 22. Ящик для безокислитель-
ного отжига.
и т. д. Защитную массу перед от-
жигом следует прокалить для полного удаления влаги. Упаковка ящи-
ков показана на фиг. 22. При необходимости получения на деталях
небольшой окисной пленки отжиг производят в таких же пакетах,
но без пересыпки защитной массой. Отжиг в водороде не нашел
широкого распространения из-за опасности взрыва и возможного
обезуглероживания поверхности.
Отожженные детали не следует деформировать, бросать, сту-
чать по ним, так как от этого ухудшаются их магнитные свойства.
В случае, если резка или штамповка «пермаллоя» затруднена
из-за наклепа, его следует отжечь при 600—650°С (выдержка 1—2
часа и охлаждение со скоростью 100—200° в час).
Режимы отжига электротехнических сталей и сплавов «пермал-
лой» приведены в табл. 77.
Магнитная сталь для получения требуемых магнитных свойств
обрабатывается термически по режиму, указанному в табл. 78. Вре-
мя выдержки считается с момента нагрева стали до заданной тем-
пературы..
На металлургических заводах после прокатки производят специ-
альную умягчающую обработку, направленную на образование та-
кой структуры, которая обеспечивала бы после закалки наилучшие
магнитные свойства. Исходя из этого, на заводах-потребителях не
следует производить дополнительный отжиг, так как он изменит
структуру стали и приведет после закалки с нормальной темпера-
Режимы отжига электротехнических сталей и сплавов пермаллой
Марка стали или сплава Назначение отжига Температура нагрева в °C Продолжи- тельность выдержки в часах Условия охлаждения Необходимое оборудование и материалы
Сталь Э31, Э41, Э42, Э45, Э46, Э47, Э48 (ГОСТ 802-54) Повышение магнитных свойств и нане- сение окисной пленки. 830—870 3 50° в час. Разгруз- ка деталей из ящика при 150° Печь. Ящик из жа- ропрочной стали
Повышение магнитных свойств без на- несения окисной пленки (светлый отжиг) 860—900 3—4 То же Печь. Ящик из жа- ропрочной стали. Защитная среда
Значительное повышение магнитных свойств за счет получения крупно- зернистой структуры и очистки по- верхности от вредных примесей (окисная пленка после отжига отсут- ствует) 1000—1050 10—20 60—70° в час Печь. Установка для отжига в ва- кууме или водо- роде
Э310 Значительное повышение магнитных свойств (окисная пленка после отжи- га отсутствует) 780—820 3—4 Охлаждение с печью. Разгрузка при 100 °C Печь. Установка для отжига в ва- кууме или в во- дороде
сл
*
Марка стали или сплава Назначение отжига Температура нагрева в °C Продолжи- тельность выдержки в часах Условия охлаждения Необходимое оборудование и материалы
Пермаллои — железони- келевые сплавы раз- ных марок Повышение магнитных свойств и нане- сение окисной пленки 1170—1230 10 Медленное охлажде- ние с печью до 650 °C, затем в струе воздуха Печь
Повышение магнитных свойств. Окис- ная пленка после отжига отсутствует 1000—1100 8—15 Медленное охлаж- дение с печью до 200 °C под ваку- умом Печь. Установка для отжига в вакууме или водороде
Э, ЭА, ЭАА (ГОСТ 3836-47) Улучшение магнитных свойств 850—930 3—4 100—150° в час до комнатной темпе- ратуры Печь. Установка для отжига в вакууме или ящик из жа- ропрочной стали и защитная масса
Примечание. При отсутствии жаропрочной стали ящик изготовляется из обычной конструкционной стали. В случае
** отжига с нанесением окисной пленки детали упаковываются в ящик без песка. Упаковка производится неплотная с таким расчетом,
22 чтобы отжигаемый металл занимал 20—25% объема ящика.
Режимы термической
Марка стали Нормализация Отпуск
Температура нагрева в °C Выдержка в мин. Темпера- тура на- грева в °C Выдер- жка в мин.
ЕХ 1000 5
ЕХЗ 1050 5 — —
Е7В6 1200—1250 — —
ЕХ5К5 1150—1200 — — —
ЕХ9К15М 1200—1240 5 700 30
Примечание, Старение магнитов для стабилизации структуры и магнитных
Рекомендуемый режим термической обработки
Марки сплава Температура закалки или нормализации в °C Охлаждающая среда
Новые Старые
АН1 АЛНИ1 1200 Кипящая вода
АН2 АЛНИ2 1200 То же
АНЗ АЛНИЗ 1100 Воздух
АНК АЛНИСи 1200 »
AHKol АЛНИКо12 1250 »
АНКо2 АЛНИКо15 1300 »
АНКоЗ АЛНИКо18 1300 »
АНКо4 АЛНИКо24 (МАГНИКО) 1300 »
* Регулирование скорости охлаждения в зависимости от объема и формы
обработки магнитных сталей
Закалка
Температура подогрева в °C Температура окончательно- го нагрева в °C Выдержка в мин. Охлаждающая среда
500—600 850 10-15 Масло
500—600 850 10—15 То же
500—600 820—860 5 »
500—650 950 10 »
— 1030—1050 10
свойств производится в кипящей воде в течение 5—8 час.
Таблица 79
литых постоянных магнитов (ГОСТ 4402-48)
Температура отпуска в °C Примечание
— Для тонких магнитов нормализация
550
— Для толстых магнитов охлаждение замед- ленное
600* .600 Охлаждение от температуры 1300° произво- дится в магнитном поле напряженностью не менее 1500 эрстед. Скорость охлаждения не более 5° в секунду до 500°*
детали достигается обвертыванием детали перед охлаждением в асбестовую бумагу.
туры к ухудшению магнитных свойств, иначе говоря, приведет к
«'магнитной порче» стали.
При загибке магнитов, во избежание магнитной порчи стали, на-
грев должен призводиться при температуре не выше: 700° для
ЕХ5К5 и Е7В6, 750° для ЕХ и ЕХЗ и 800° для ЕХ9К15М.
Режим термической обработки литых магнитов приведен в
табл. 79.
Нержавеющая сталь при отжиге охлаждается вместе с печью до
250—300эС. Выдержки при нагреве должны быть небольшими во из-
бежание роста зерна. Закалка, в зависимости от марки стали, про-
изводится или с целью повышения прочности, или с целью повыше-
ния пластичности и химической стойкости (табл. 80). ~
Следует указать, что закалка всегда повышает стойкость стали
против коррозии. Хромистые нержавеющие стали обладают отпуск-
ной хрупкостью, и поэтому охлаждение после отпуска ведется в во-
де или в масле.
Износоустойчивая марганцовистая сталь Г13 для улучшения об-
рабатываемости подвергается длительному отпуску при 600—650°.
Высокую износоустойчивость сталь Г13 приобретает после за-
калки при температуре 1050—1100°С в воде. Выдержка при нагреве
2—3 часа.
Примерные механические свойства после закалки:
ав = 70 — 100 кг/мм2, Ъ = 25 — 45%, ак = 20 — 25 кгм/см2,
НБ = 197 — 212.
После отпуска при 400—450°С твердость достигает =400.
Сталь склонна к обезуглероживанию. В связи с весьма низкой
теплопроводностью, во избежание появления трещин, нагревать ее
до 600° следует медленно.
Углеродистая инструментальная сталь. Охлаждение от темпера-
туры отжига производится со скоростью 20—50°С в час до 550ъС,
а затем на воздухе.
Наилучшую обрабатываемость и наименьшую твердость стали
приобретают после отжига на зернистый перлит.
Отжиг на зернистый перлит (сфероидизация) производится пу-
тем нагрева и выдержки при 730—750°С, охлаждения до 500—550°С
со скоростью 20—30° в час, а затем на воздухе.
Для уменьшения твердости и снятия напряжений инструменталь-
ную углеродистую сталь подвергают высокому отпуску при 680—
700°С при длительной выдержке с дальнейшим охлаждением на воз-
духе.
Охлаждение при закалке инструментов производится в основ-
ном через воду в масло. Инструменты мелких размеров закаливаю-
тся в масле или керосине (табл. 81).
Легированная инструментальная сталь. Охлаждение от темпера-
туры отжига производится со скоростью 30—40° в час до 550°С, а
затем на воздухе. При изотермическом отжиге сталь можно охлаж-
дать от температуры изотермической выдержки на воздухе. В слу-
чаях, когда требуется только уменьшить твердость и снять внутрен-
ние напряжения, производят высокий отпуск при температуре 650—
680°С с охлаждением на воздухе.
Вследствие невысокой теплопроводности инструмент сложной
формы следует нагревать медленно.
Сталь с повышенным содержанием кремния весьма склонна к
Таблица 80
Ориентировочный режим термической обработки высоколегированной нержавеющей жаропрочной стали
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск Механические свойства Твердость Назначение закалки
Темпера- тура на- грева в°С Механические свойства Температура нагрева °C Охлаж- . даю- щая среда Темпера- тура на- грева в °C Предел прочности в кг!мм2 Удли- нение в % По Бринелю По Роквеллу
Предел прочности в кг[мм2 Удли- нение в %
1X13 860—880 40 22 1000—1050 Масло 500 100 8 Повышение
или 600 75 12 прочности
воздух 730 60 20 163
2X13 860—880 50 22 1000—1050 То же 500 125 7 То же
600 85 10
730 60 20 174
3X13 860—880 55 20 1000—1050 » 200—300 51—50 »
300—400 50—49
400—500 49—48
500—550 95 9 48—45
550—600 85 12 45—30
600—7Q0 80 12 30—21
4X13 860—880 48—56 20—25 1000—1050 200-300 52—51
300—400 51—50
400—500 50-50
500—550 50—46
550—600 46—31
600-700 31—20
со сл
Марка стали Отжиг Закалка
Темпера- тура на- грева в °C Механические свойства Температура нагрева в °C Охлаж- даю- щая среда
Предел прочности в кг/мм2 Удли- нение в %
Х17 760—770 40 20 1 Не подвергается
Х18 780—800 — — 1000—1050 Масло
Х17Н2 670—690 70 25 950—1040 Масло
Х25 760—780 45 20 850 Вода
Х28 760—780 45 20 850 То же
1Х18Н9 — — — 1100—1150 »
ОХ18Н9 1100—1150 »
2Х18Н9 — — — 1100—1150 »
1Х18Н9Т — 1050—1150 »
Отпуск Механические свойства Твердость Назначение закалки
Темпера- тура на- грева в °C Предел прочности в кг/мм2 Удли- нение в % По Бринелю | По Роквеллу
100—200 200—300 300—400 400—500 500—600 275—520 100—130 15—17 59—54 54—52 52—51 51—52 52—42 Повышение прочности Повышение
— 58 26 прочности Повышение
пластичности То же
— 55—58 40—45 То же и устране-
56—70 45 ние межкристаллит- ной коррозии То же
58 40 »
— 55 40 Повышение плас-
тичности и химичес- кой стойкости
Марка стали Отжиг Закалка
Темпера- тура на- грева в °C Механические свойства Температура нагрева в °C Охлаж- даю- щая среда
Предел прочности в кг[мм? Удли- нение в %
Х18Н11Б — — — 1100—1150 »
Х18Н12МЗТ — — — 1100—1150 » Вода,
Х23Н18 Нормализ. 925 67 10 1100—1150 масло и воз- дух
Х23Н13 — — — 1100—1150 То же
Х18Н25С2 — — — 1050—1100 Воз- дух
4Х14Н14В2М 800—850 72 20 1170—1200 Вода
1Х14Н14В2М — — — 1100 То же
Х9С2 860—880 87 23 1000 Масло
Отпуск Маханические свойства Твердость
Темпера- тура на- грева в °C Предел прочности в кг/мм2 Удли- нение в % Бринелю Роквеллу Назначение закалки
о К о С
— 55 35 Повышение пластичности
— 55 40 То же
— 55 35 »
— 55 35
— 65 30 »
— 70 35 Повышение пластичности
— 60 40 То же
820 88 25 Повышение прочности
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск Механические свойства Твердость Назначение закалки
Темпера- тура на- грева в °C Механические свойства Температура нагрева в °C Охлаж- даю- щая среда Темпера- тура .на- грева в °C Предел прочности в к.г1ммг Удли- нение в % По Бринелю По Роквеллу
Предел прочности в кг/мм2 Удли- нение в %
Х5М 850 46 26 900—950 Масло, 650 70 18 Повышение
воздух прочности
Х6СМ 860 — — 950 Масло 800 66 28 »
Х7СМ 860 — — 950 То же — — — »
Х13Н7С2 870 — — 1050 Вода — 120 10 »
Х10С2М 860—880 — — 1100—1150 Вода, масло, воздух 750—780 90 15 »
Х13Н4Г9 — — — 1100—1150 Вода — 65 35 Повышение пластичности
Х18Н12М2Т — — — 1100-1150 То же — 55 40 и устранение меж- кристаллитной кор-
Х25Н20С2 950—1050 — — 1050—1100 » — 55 35 145—210 розии
Примечание. Для сталей Х17, Х25, Х28 и Х17Н2 охлаждение после отжига на воздухе.
Таблица 81
Ориентировочный режим термической обработки и твердость углеродистой инструментальной стали
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Твердость ”5, не более Температура нагрева в °C Охлаждающая среда Твердость «с Температура нагрева в °C Твердость «с
У7, У7А 740—760 187 800—830 Через воду 61—63 160-200 63—60
в масло 200—300 60-54
300—400 54-43
400—500 43—35
• 500-600 35—27
У8, У8А 740—760 187 790—820 То же 62—64 160—200 64—60
У8Г » 200—300 60-55
У8ГА » 300—400 55—45
400—500 45—35
500—600 35—27
У9, У9А 740—760 192 780—810 » 62—65 160—200 64—62
' 200—300 62—56
300—400 56—46
400—500 46—37
500—600 37—28
У10, У10А 750—770 197 770—800 » 62—65 160—200 64—62
200—300 62—56
300—400 56—47
400—500 47—38
УН, У12 750—770 207 760—790 » 62—66 160—200 65—62
У11А, У12А, 200—300 62-57
300—400 57—49
400—500 49—38
У13, У13А 750—770 217 760—790 62—66 160—200 65-62
Таблица 82
Ориентировочные режимы термической обработки и твердость легированной инструментальной стали
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Твердость Температура нагрева в °C Охлаждающая среда Твердость Температура нагрева в °C Твердость «с
7X3 8X3 800—820 229—187 820—860 Масло 61—63 150—200 200—300 300—400 400—500 500—600 62—60 60—58 58—55 55-50 50—39
9Х 780—800 217—179 820—850 64—62 150—250 —
X 780—800 229—187 835—855 65—62 150-200 200—300 300—400 400—500 500—550 64—61 61—55 55—49 49—41 41—35
Х09 780—800 229—179 825—850 » 65-62 150—170 170-250 250—320 62—60 60—55 55—50
Х05 780—800 241-187 780—800 800-825 Вода Масло 65-62 65—63 200—300 300—400 400—500 62—55 55—50 50—41
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Тв ердость Ив Температура нагрева в °C Охлаждающая среда Твердость Температура нагрева в °C Твердость «с
Х12 Ф В1 850—870 760—780 780—800 269—217 217—179 229—187 950—1000 780—820 820—840 780—800 810-830 Масло или струя воз- духа Вода Масло Вода Масло 64—62 64—62 62—60 63—61 62—60 200—300 300—400 400-500 500—600 600—700 180—200 150—200 200—300 300-350 62—59 59-58 58—56 56—50 50—43 64—60 60—58 58—52 52—48
ХГ 780—800 241—197 800—840 Масло 66—62 150—200 200—300 300—400 400—500 500—600 64—61 61—58 58—52 52—44 44—35
4XG 820—840 207—170 880—900 То же 53—56 200—250 250—350 350—450 450—550 550—650 52 52—50 50—46 46—38 38—31
6XG 820—840 229—187 840-860 Масло Не менее 62 150—200 200-300 62—60 60-55
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Твердость Температура нагрева в °C Охлаждающая среда Твердость Температура нагрева в °C Твердость
9ХС 790—810 241—197 850—880 Масло 65—61 300-400 400—500 500—600 150—200 55—52 52—42 42—36 64—63
ХГС 780—810 255—207 820—840 » Не менее 62 200—300 300—400 400—500 500—600 63—59 59—54 54—47 47—39
8ХФ 800—820 207—170 800—850 Вода Не менее 64 200—220 64—62
85ХФ 770—780 207—170 840—860 Масло 62—63 200—400 60—50
65Х 820—840 То же 61-63 300—325 51—56
4ХВ2С 800—820 217—179 860—900 » 56—53 200-300 53—51
5ХВ2С 800—820 255—207 860—900 56—54 300—400 400—500 500—600 150—200 51—49 49—42 42-33 54—52
6ХВ2С 780-800 285—229 860—900 » 60—54 200-300 300—400 400—450 200—300 52—48 48—42 42—36 58-53
300—400 400—500 500—600 53—49 49—43 43-35
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Твердость «в Температура нагрева в °C Охлаждающая среда Твердость «с Температура нагрева в °C Твердость
5ХВГ 760—780 217—179 830-860 Масло 58-56 200—300 55—52
300—400 52—47
400—500 47—43
500—600 43—35
9ХВГ 780—800 241—197 800—830 То же 64—62 170-230 62-60
230—275 60—56
• хвг 780—800 255—207 820-850 65-63 150-200 63—62
200—300 62—58
300—400 58—52
400—500 52—46
500—600 46—37
ЗХ2В8 860—880 255—207 1075—1125 Масло или 52-49 150—200 52-49
струя воз- 200—300 49—48
духа 300—400 48—46
400—500 46-45
500—575 45—48
575—700 48—40
4Х8В2 820—840 255—207 1025—1075 То же 54—51 500—600 48-40
ХВ5 780—800 285—229 800-820 Вода 67-64 200—300 64—60
820-860 Масло 300-400 60—53
400—500 53-48
500—600 48—40
СО
Марка стали Отжиг
Температура нагрева в °C Твердость
Х12М 850—870 255—207
5ХНМ 790—820 241—197
5ХГМ 790—810 241—197
5ХНТ 790—820 235—192
Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Охлаждающая среда Твердость Rc Температура нагрева в °C Твердость «с
1000—1050 Масло 65—62 150—200 63—62
или струя 200—300 62—59
воздуха 300—400 59—57
400—500 57—55
500—600 55—47
1115—1130 То же 48—45 500—520 59—62
3—5 кратн.
820—860 Масло 60—58 150—200 60—58
200—300 58—53
300—400 53—48
400—500 48—43
500—600 43—35
820—850 » 58-53 200—300 57—52
300—400 52—46
400—500 46—40
500—600 40—34
830—860 в 58-53 400—500 47—40
с подсту- 500—600 40-33
живанием
до
,720—760
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева в °C Твердость нБ Температура нагрева в, °C Охлаждающая среда Твердость «с Температура нагрева в °C Твердость Яс
Х12Ф1 [28] 850—870 255—207 1040—1080 Масло или струя воздуха 64—62 100—200 200—400 63—59 59—57
1115—1150 То же 520—550 3—5 кратн. 62—61
5ХНС 800—820 255—207 850—870 Масло 59—55 400—500 500—600 46—40 40—34
5ХНСВ 810—830 255-207 850—870 То же 59—55 500—600 41—35
5ХНВ 790—820 241—197 840—860 » 59—55 400—500 500—600 47—41 41—34
45ХНТ* 850—870 Не более 241 870—890 » 59—55 440—460 46—41
45ХНВ* 850—870 Не более 241 870—890 » — 440—460 46—41
Данные приведены для литых штамповых кубиков.
обезуглероживанию, и поэтому инструмент из стали 9ХС и других
кремнистых сталей, не подвергающийся шлифовке, надо особенно
тщательно предохранять от выгорания углерода.
Охлаждение после отпуска вести с печью не рекомендуется
(табл. 82 и 83).
Таблица 83
Технологические процессы изотермического отжига
______________________инструментальной стали______________________
Марки Первый нагрев Изотерм ическая выдержка Твердость
Hr
сталей Темпера- Выдерж- Темпера- Выдержка “ b
тура в °C ка в час. тура в °C в час.
Х12 Х12М 1850—870 1,5—2,5 720—750 3—5 228—255 217—255
X, ШХ15, 770—790 1,5—2,5 670—720 3—4 197—228
ШХ12
9ХС 780—810 1,5—2,5 680—720 3—4 207—241
ХГ 790—810 1,5—2,5 700—730 3—4 217—255
ХВГ 770—790 1,5—2,5 700—730 3—4 197- 228
В1 750—770 1,5—2,5 670—700 3—4 187—228
ЗХ2В8 УН, УНА 790-820 1,5—2,5 710—740 3—4 187—228
У12, У12А 750—770 1,5—2,5 640—680 1—2 187—207
У10, У10А 750—770 1,5—2,5 620—660 1—2 179—197
У9, У9А 750—770 1,5—2,5 600—650 1-2 170—187
Р18 Р9 }в30—850 1,5—2,5 720—750 3-5 217—255 228—255
Быстрорежущая сталь. Отжиг быстрорежущей стали производят
по режиму нормального или изотермического процесса. Охлаждение
при нормальном отжиге производится со скоростью 30—40° в час.
Изотермический отжиг производится по режиму: нагрев до ' 830—
850°С, выдержка 1,5—2 часа, быстрое охлаждение до 720—750°С,
выдержка 3—5 час. и дальнейшее охлаждение. на воздухе (табл.
83). Для уменьшения твердости сталь подвергают также высокому
отпуску при 720—750°С с охлаждением на воздухе.
Быстрорежущая сталь имеет низкую теплопроводность, и поэто-
му инструмент при закалке следует предварительно подогревать
до 800—850°С. Нагрев без подогрева может быть допущен только
для изделий простой формы и небольших размеров.
Подогрев может быть осуществлен в отдельных печах или же
двукратным-трехкратным погружением на 2—4 сек. в ту же ванну, в
которой производится окончательный нагрев.
Закалка осуществляется в масле, расплавленной соли й на воз-
духе. Охлаждение на воздухе дает пониженную стойкость и реко-
мендуется только для тонкого длинного инструмента в целях умень-
шения деформации (табл. 84). Закалку в расплавленную соль про-
изводят при температуре 250—500° с последующим охлаждением на
воздухе. Отпуск производят или однократный, с выдержкой 2—3
час., или двукратный с выдержкой по одному часу каждый.
Таблица 84
Ориентировочные режимы термической обработки
быстрорежущей стали
Марка стали Отжиг Закалка Отпуск
Темпера- тура наг- рева в °C Твердость по Бри- нелю Темпера- тура наг- рева в °C Охлаж- даю- щая среда Твер- дость по Рок- веллу Темпера- тура наг- рева в °C Твердость по Роквеллу, не менее 1
Р9 РЭМ 830-860 207—255 1220—1260 Масло, воздух или 61—63 540—580 62
расп- лав-
ленная
Р18 Р18М 830—860 207—255 1260—1300 соль То же 60—63 540—580 62
ЭИ347 830—860 207—255 1220—1240 » 60—63 540—580 62
Примечание. Однократный или двукратный отпуск.
Термическая обработка (отпуск) инструмента из быстрорежущей
стали в атмосфере пара, рекомендованная в последнее время, за-
Фиг. 23. Схема установки для обработки паром.
ключается в следующем: 1) полностью изготовленный (включая за-
точку) инструмент Загружается в герметически закрываемую печь,
нагревается до* 350—370°, после чего в печь пускают пар и инстру-
мент выдерживается при этой температуре 30 мин., 2) при непре-
рывном поступлении пара инструмент нагревается до 540—580° и
выдерживается при этой температуре 20—30 мин. Охлаждение на
воздухе до 50—70°, а затем в масле, подогретом до 40—50°С.
При этой обработке на инструменте образуется окисная пленка
Fe3O4 темно-синего цвета, которая придает инструменту значитель-
ную коррозионную стойкость, а также несколько улучшает экс-
плуатационные качества режущего инструмента.
Для обеспечения хорошего качества обработка должна произво-
диться перегретым паром, для чего пар пускается не сразу в му-
фель, а перегревается в трубке, находящейся в печи.
Источником пара может служить любой, достаточной емкости
котел, обогреваемый любым видом топлива. Схема установки для
обработки паром [40] приведена на фиг. 23.
Рекомендуемые марки стали, температуры отпуска и твердости
инструмента приведены в табл. 85.
В приведенной таблице температуры закалки и охлаждающие
среды не указаны. Эти данные имеются в табл. 70, 72, 81, 82, 84.
Твердость инструмента указана согласно ГОСТу и ведомственным
нормалям, а для деталей машин — согласно специализированным
справочникам.
2. Практические указания по термической обработке изделий
Режущий инструмент. Нагрев длинного инструмента рекомен-
дуется производить в подвешенном состоянии. При работе в камер-
Фиг. 24. Кирпич с углублениями для нагрева цилиндрических
изделий в горизонтальном положении.
ных печах этот инструмент следует класть на специальные под-
ставки (фиг. 24), обеспечивающие сохранение прямолинейности при
нагреве. Сварной инструмент греть ниже сварного шва. При нагреве
в электродно-соляных ваннах крупных инструментов следить за тем,
чтобы инструмент, во избежание пригара, не касался электродов.
При воздушной закалке инструмент, во избежание коробления,
не следует класть на пол или плиты, а подвешивать или ставить его
хвостовиками в ящики с песком.
Таблица 85
Стали, рекомендуемые для изготовления, ориентировочная температура отпуска и твердость инструмента
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rc на длине
рабочей части а хвостовой части b
Режущий инструмент
Р18, Р9 540—580 61—65
г;! 1
Резец с пластинкой
Резец круглый Р18, Р9, ЭИ347 У ПА, У12А, ХВГ 9ХС 540—580 150—180 180—200 62—65 61—64 61—64
Р18. Р9, ЭИ347 9ХВГ, X, У10А, УНА 9ХС 540—580 150—180 180—200 62—65 61—64 61—64
ilia !чш1
Фреза пазовая
Сл
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали
Фреза отрезная Р18, Р9, ЭИ347 У12А, Х12М 9ХС
L—o—1 Фреза концевая Г" 3 Р18, Р9, ЭИ347 У10А, У11А, X, ХГ 9ХС
— д—
1—a—J -4bL- Сверло спиральное Р18, Р9, ЭИ347 У10А, УНА, У12А | ХВГ, ШХ12, X 9ХС
Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на Длине
рабочей части а хвостовой части b
540—580 До 1 мм 60—63 Св. 1 мм 61—64
180—240) До 1 мм 58—62
200—250/ I Св. 1 мм 60—64
540—580 62—65 30—45
150-180 61—64 30—45
180—200 61—64 30—45
540—580 До 5 мм 60—64 Св. 5 мм 62—65 30—45
150—220 180-240 До 10 мм 59—63 Св. 10 мм 61—64 30—45
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали
Развертка. Зенкер Р9, ЭИ347 У10А, У11А, У12А, X, ХВГ 9ХС
Метчик на Р18, Р9, ЭИ347 У10А-У12А, Ф X, ХГ, ХВГ, 9ХВГ, ШХ12 9ХС
Плашка круглая
Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость на длине
рабочей части а ХВОСТОВОЙ части b
540—580 150—220 180—240 До 6 мм 61 — 63 Св. 6 мм 62—65 До 8 мм 59—63 Св. 8 мм 60—64 30—45 30—45
540—480 160—220 200-270 До 6 мм 61—63 Св. 6 мм 62—65 59—62 до 4 мм 35-62 от 4 до 8 мм 35-55 свыше 8 мм 30-45
180—220 220—280 58—62
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали
Плашка для накатки резьбы Х12М, Х12 Х12Ф1
Протяжка Р18, Р9 Х12М, Х12Ф1, ХВГ, X, ХГ, 9ХВГ
сз к \ \ \\ \ \ V7 •*=> - -ф-1 Сегмент дисковой пилы по металлу Р18, Р9, ЭИ347
Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость на длине
рабочей части а хвостовой части b
250—300 200—240 58—61
540-580 62—65 35-45
1160—190 61-64 35—45
540-580 61—65 Не более 45
Тип инструмента
Зубило для насечки напильников
Напильник
Сл
Со
Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость /?£на длине
рабочей части а ХВОСТОВОЙ части Ь
Р18, Р9 540-580 61-64
У7 —У13, ШХ6, ШХ9, ШХ12 Должен сцеп- ляться с пластин- кой, имеющей не менее Rc == 54 Напильники для заточки пил должны сцеплять- ся с пластинкой, имеющей твер- дость не менее 57 Rc Не выше 35
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq рабочей части а на длине хвостовой части Ъ
Полотно ножовочное У8 —У12 9ХС 180—220 220—250 58—61 58-61 40—45
Измерительный инструмент
У10А — У12А, ХГ ХВГ, ХО9, ШХ15, 10, 15, 20, 15Х 20Х, 15ХГ 150—180 56—64
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq рабочей части а на длине хвостовой части b
Штампы для горячей .штамповки
Штамп для горячей шампов ки
Ножи для горячей резки
У7А, У8А 400-430 40—43
5ХНМ 500-600 35—44 (V
5ХГМ 500-600 33-41 £3
5ХНТ 485-550 35-41 X О»
7X3 560—600 39—44 S
ЗОХГС 460—520 30—34 S
4ХС, 35ХГС 600—650 30-34 о о
4ХВ2С 530-600 31—38 о §
5ХВ2С 425—475 32—39 I
6XB2G 550-600 35—40 О <1> to £
ЗХ2В8 600—700 39-49 о л 'S
4Х8В2 500-575 40—48 l-r-< CQ Дн о-
6ХС 300-420 52-56 '—
Прессформы для литья
СП
сл
ЗХ2В8 500-575 46—50
4Х8В2 500-540 46—50
5ХНМ. 400—500 43-48
5ХГМ 400—450 43—46
4ХВ2С 450-500 40—44
5ХВ2С 350—400 42-45
сл
О
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
Штампы для Холодной штамповки
Ножи для холодной резки
. У8, У9 220—300 54—60
У10—У12 250—320 54—60
Х12М 275—520 54—60
Х12Ф1 200—400 54—60
ХГ 250—400 56-60
ХО9 200—250 56—60
9XG 275—400 54—60
6ХС 250—400 52—58
Слесарный инструмент
Зубило У7, У8 250—320 52—57 32—40
Кернер У7, У8 250—320 52—57 32-40
£i Тисочки ручные
Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
У7, У8 300-360 48—54 32—40
45,50 300—380 42—50
Отвертка
Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rc на Длине
рабочей части а хвостовой части b
У7, У8 200-320 52—60
У7, У8 250—300 54-58 40-45
50, 60 У7, У8 280—350 320—370 46-52
Гип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость рабочей части а на длцне хвостовой части Ь
г Ключ гаечный а J Ст. 3, 15, 20 40, 50 40Х 320-380 370—4201 400—450J 48—54 40—45
-* Молоток слесарный g У7, У8 270—350 49—56
Кузнечный инструмент
У7
270—350 49—56
g Кувалда
Пробойник кузнечный
Рекомендуема я марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость на длине
рабочей части а хвостовой части b
50 200—250 48—52 —
У7 270—340 50—56 30—40
У7 270—340 50—56 30—40
О Продолжение табл. 85
СП Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
-а»- а 1—
Обжимка кузнечная 9 У7 270—340 50—56 30—40
Пневматический инструмент
b г-т-ДГ
Зубило пневматическое
У7, У8, 4ХВ2С 230-270 56—59 40—50
5 Пробойник пневматический
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
Обжимка пневматическая
У7, У8 270—300 53—56 40—50
Выколотка
Медницко-жестяницкий инструмент
Молоток кровельный
СП
*
Тип инструмента
Шперак
о Ножницы кровельные
со
Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
У7 330-380 45—50
У7 200—320 52-60
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
Деревообделочный инструмент
\ /J Пила круглая 85ХФ, 65Х, ШХ6, У8А 450—500 40—42
|*— а—*1 Сверло спиральное У8—У10, 85ХФ, 65Х 6ХВ2С, ХГ 250—275 240—280 56—58
С-а —) Фреза концевая
Тип инструмента
Рекомендуемая
марка стали
У8, У10
85ХФ, 65Х,
6ХВ2С, ХГ
Фреза насадная
У7, У8, У9
85ХФ, 65Х,
6ХВ2С
о Нож строгальный
сл
Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость на длине
рабочей части а хвостовой части b
250—275 240—280 56—58
230—275 220—280 56—59
Тоцор плотничий
Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Тв ердость на длине
рабочей части а хвостовой части b
У7, У8, У9 85ХФ, 65Х 330—375 400—450 45—50
У8, У9, 65Х 250—275 56—58 40—45
У7, У8, У10 260—340 50—56
Тип инструмента
Долото станочное полое
Железка для рубанка
167
Стамеска
Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
У8, У9, 65Х 320-350 50—52 40—45
У8, У9 200—320 53—60
У8, У9, 65Х 250—320 53—58
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра-. бочей части в° С Твердость Rq рабочей части а на длине хвостовой части b
Сверло витое У7, У8 360—420 44—48
" гО^о/С Клещи столярные У7 330—400 43—50
Детали приспособлений и крепежно-зажимной инструмент
У8, У10, 65Г 200—250 58—62
40—45
Патрон цанговый
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Т емпература отпуска ра- бочей части в °C Твердость на длине
рабочей части а хвостовой части b
45 40Х 300—350 350—400 45—50 45—50 35—42 35—42
1 Кулачок для тока!
эного патрона
У7 — у Ю Чутевой инструмент Ст. 6, Ст. 7 250—300 i 300—350 55—58 45—50 55—58
/ * 1
UqJ ’ ’ Jc Центр Q А}
3$ Молоток костыльный
СО
о
Подбойка торцовая
Рекомендуемая ' марка стали Температура. отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq на длине
рабочей части а хвостовой части b
Ст. 5 200—300 35—40
Ст. 6, Ст. 7 300—350 45—50
Ст. 6, Ст. 7 300—330 47—50
Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Rq рабочей части а на длине хвостовой части b
Топор для за ру а ч ; >23 f 'бки шпал Ст. 6, Ст. 7 200—300 49—56
а Кирка остроко! вечная IL Ст. 5 Горный инструмент 65, 70, У7, У8 200—250 320-360 38—42 49—53
Нож шорный
ГФ з Тип инструмента Рекомендуемая марка стали Температура отпуска ра- бочей части в °C Твердость Я с на длине
рабочей части а хвостовой части b
Нож закройный 65, 70, У7, У8 2-80—320 53—56
Молоток шорный 45, 50 350—420 40—46 33—42
Строительный инструмент
Отрезовки, гладилки, кельмы Вески У7 —У10 Ст. 5 300—400 200—250 42—52 45—50
Молоток-кулачок, молоток-кирочка, кирка-мо- тыга 50—70 350—420 43—51
Ломы прямые и лапчатые Ст. 5 —Ст. 7 200—300 48—52
Примечания. 1. Цилиндрические хвостовики сверл, разверток и фрез закалке не подвергаются. 2. Пневматический инстру-
мент — крейцмессели, чеканы и насечки обрабатываются так же, как и зубила пневматические, а поддержки и бойки — так же, как
обжимки пневматические. 3. Инструмент для жестяных работ — давильники, амбосы, скребки и другие обрабатываются так же,
как и шпераки.
Мелкий инструмент цилиндрической формы диаметром до 6—
8 мм закаливать под утюгом (фиг. 25).
Тонкий плоский инструмент из быстрорежущей стали закаливают
между плитами. Если плиты не охлаждаются изнутри, их перед за-
калкой следует смазать маслом.
Инструмент из стали 9ХС и других кремнистых сталей, не под-
вергаемый шлифованию, надо особо тщательно предохранять от
обезуглероживания.
Закаливаемый в воде инструмент следует погружать в воду
быстро, во избежание возникновения трещин в части инструмента,
охлаждаемой раньше, чем другие.
Фиг. 25. Схема закалки «под утюгом»:
1 — ванна; 2 — плита; 3 — утюг.
Фиг. 26. Резец из углеродистой
стали, надрезанный перед
закалкой.
Круглые резцы из углеродистой стали, для предотвращения по-
явления трещин при закалке, необходимо прорезать миллиметровой
фрезой (фиг. 26).
Ступенчатый инструмент охлаждать толстой частью вниз. Изде-
лия с глухими отверстиями охлаждать глухим отверстием вверх или
в специальном приспособлении ~ струей.
В концевом инструменте из углеродистой и легированной стали
при нагреве в соляных печах сначала термически обрабатывают
хвостовик, а затем режущую часть, а в инструменте из быстроре-
жущей стали — сначала режущую часть, а потом хвостовик.
При перезакалке изделий следует производить предварительный
отжиг, что особенно важно для быстрорежущей стали с целью
предотвращения появления «нафталинного» излома.
При испытании напильников на твердость при помощи стальной
закаленной пластинки случается, что по одной стороне напильник
скользит, а к противоположной прилипает, то есть одна сторона
мягкая, а другая твердая.
Чаще всего этот брак случается из-за высокой твердости под-
кладки, на которой насекается напильник.
Зубья напильников, лежащих на твердой подкладке, тупятся при
ударе о противоположную сторону. Если подкладка изготовлена из
материала, который наклепывается (алюминий и т. п.), то необхо-
димо периодически отжигать его (периодичность отжига определяют
практическим путем}. ВНИИ рекомендует в качестве ненаклепы-
вающего материала для подкладок магний МГ1. Применяют также
сплав из 87% свинца и 13% сурьмы.
Кольцевые трещины в сварном инструменте. Часто можно на-
блюдать трещины в быстрорежущем сварном инструменте, примерно
на расстоянии 1—3 мм от сварного шва.
Причиной возникновения этих трещин является быстрое охлаж-
дение инструмента от температуры сварки и происходящая в связи с
этим закалка на воздухе околосварной зоны быстрорежущей стали.
Для предотвращения появления трещин необходимо заготовки
после сварки загружать в печь, имеющую температуру 740—760°.
После наполнения печь охлаждают' до 500—600° и заготовки вы-
гружают на воздух.
Штампы для горячей штамповки. Для закалки штампы мелкие
и средние можно загружать в печь, нагретую до требуемой темпе-
ратуры, а штампы больших размеров — в печь, имеющую темпера-
туру 650—600° С и ниже.
При отсутствии в закалочном баке душевого охлаждения погру-
жать штамп нужно вверх зеркалом. Штампы из углеродистой ста-
ли для увеличения глубины прокаливаемости предварительно прохо-
дят нормализацию. В молотовых штампах твердость хвостовой час-
ти должна быть ниже твердости рабочей части на 50—100 Н Б
Отпуск хвостовой части обычно производится на плитах или у рас-
крытой дверки печи.
Передавать штампы на отпуск следует в горячем состоянии не-
медленно по извлечении из закалочного бака. При высоком отпуске
не рекомендуется помещать штампы в печь, нагретую до темпера-
туры отпуска.
Прессформы для литья под давлением. Наиболее стойкой ста-
лью для прессформ литья под давлением является сталь ЗХ2В8.
Она хорошо противостоит отпуску при нагреве до 600°. Практика
работы прессформ показывает, что чем выше поверхностная твер-
дость прессформ, тем лучше ее износостойкость и тем меньше
налипание жидкого металла на прессформу. Для повышения по-
верхностной твердости прессформ производят химико-термическую
обработку ее. Наилучшим видом химико-термической обработки
прессформ следует признать азотирование и цианирование, так как
при них происходит наименьшая деформация.
Приводим техпроцесс изготовления прессформ из стали ЗХ2В8,
подвергаемых цианированию: 1} предварительная механическая об-
работка заготовки, 2) термическая обработка заготовки — закалка
от-температуры 1075—1125° и отпуск при 700—720° на твердость
30—34 Rc , 3) окончательная механическая обработка, 4) цианиро-
вание газовое, жидкое или твердое (при температуре 560—580° на
глубину примерно до 0,08—0,10 мм). Промывка в керосине и про-
тирка. Твердость цианированной прессформы свыше 60 Rc . Напря-
жения, появляющиеся в прессформе во время работы, и появление
трещин разгара можно предотвратить периодическими отпусками
через определенные промежутки времени работы прессформы.
Штампы для холодной штамповки. Штампы, закаливаемые в
воде, необходимо предохранять от появления трещин у вспомога-
тельных отверстий (фиг. 27) путем 2—3-кратного прерывистого по-
гружения этих мест в воду. В пуансонах из углеродистой стали,
во избежание коробления, рекомендуется сначала прерывыстым по-
174
гружением охладить хвостовик, а затем погрузить полностью вверх
фигурой.
Твердость дыропробивных пуансонов должна постепенно сни-
жаться от Rc = 54—58 на рабочем торце до Rq == 40—44 на
хвостовой части.
Измерительный инструмент. При закалке измерительного инстру-
мента надо учесть, что отступление от соблюдения правильного
режима влечет за собою увеличенную деформацию и коробление
инструмента. Хорошие результаты, уменьшающие деформацию, дает
улучшение калибров после черновой механической обработки, а
также закалка в горячих средах.
Фиг. 27. Закалочные трещины по вспомогательным отверстиям матрицы:
а — трещины.
Отпуск измерительного инструмента производится дважды: пер-
вый раз после закалки для снятия внутренних напряжений, а вто-
рой раз после шлифовки для снятия напряжений, возникших при
шлифовке, и предотвращения появления деформации при хранении
(искусственное старение). Температура старения не должна превы-
шать температуры первого отпуска. Длительность старения, в за-
висимости от размера инструмента, от 2 до 5 час. с момента про-
грева.'Длинный инструмент надо нагревать при старении в подве-
шенном состоянии.
При определении глубины цементации измерительного инстру-
мента в зависимости от толщины инструмента можно пользоваться
следующими данными:
Толщина инструмента
в мм ................ 3—5 5—10 10—15 До 20 и выше
Глубина цементации
в мм.............. 0,3—0,5 0,5—0,8 0,6—0,9 0,8—1,0
Деревообделочный инструмент. Круглые пилы закаливают в мас-
ле в вертикальном положении. Когда пила охладится примерно до
400—300° С, ее вынимают и зажимают между двумя плитами до
полного охлаждения. Отпускают пилы зажатыми в струбцинах. Для
лучшего выпрямления пилы во время отпуска рекомендуется произ-
водить подтяжку болтов струбцины,
В станочных долотах места перехода от тонкой части к толстой,
а также стенки у отверстия в полом долоте следует закаливать так,
чтобы получить небольшую твердость.
Слесарный инструмент. Составной инструмент — плоскогубцы,
круглогубцы, кусачки, ручные тисочки закаливают в собранном ви-
де с раскрытыми губками. Места шарниров калить не рекоменду-
ется.
Кусачки и комбинированные плоскогубцы, во избежание трещи-
нообразования, калить в керосине или масле при энергичном поме-
шивании. Крупные комбинированные плоскогубцы надо калить в
воде с переносом в масло. Кровельные ножницы закаливают в ра-
зобранном виде. Отверстие для заклепки нагревать и закаливать не
следует. Охлаждение следует вести в керосине или масле.
Инструмент из углеродистой стали, нагретый по всей длине,
при необходимости закалки только концов (зубила, молотки и пр.),
калят «в перекидку».
При этом способе закалки можно калить сначала тонкую часть,
а потом толстую и наоборот. При закалке сначала тонкой части
ее следует замачивать глубже требуемой длины, а при закалке
сначала толстой части изделия нужно нагревать до верхнего пре-
дела температур.
Гаечные ключи, согласно ГОСТу 2838-54. разрешается изго-
товлять также из цементуемой стали с глубиной цементации 0,3—
0,5 мм для ключей толщиной от 2,5 до 4 мм и глубиной от
0,6—1 мм для ключей толщиной от 5 до 8 мм.
Термическая обработка пружин. При термической обработке
пружин следует принять необходимые меры для предотвращения
окисления и обезуглероживания, в особенности пружин малых се-
чений.
Выдержка в печи должна быть наименьшей. Мелкие пружины
надо класть на нагретый противень. Пружины из проволоки диа-
метром свыше 6 мм перед закалкой отпускают при температуре
670—700° С. Спиральные пружины крупных размеров во избежа-
ние деформации нагревают при закалке и при отпуске в специаль-
ных приспособлениях. Перед отпуском пружины необходимо
очистить от масла. Отпускать пружины лучше всего
в селитровых ваннах в течение 10—12 мин. При отпуске в
электрических или пламенных печах время отпуска должно
быть 20—40 мин.
Хрупкость, развивающаяся в пружинах в результате травления
или при антикоррозионных покрытиях (травильная хрупкость),
устраняется нагревом в течение 1—2 час. при 150—180°.
В случаях, когда указанный нагрев не устраняет повышенной
хрупкости, пружины следует отжечь и повторить весь цикл обра-
ботки.
Изготовление пластинчатых пружин из термообработанной лен-
ты лучше всего производить методом термофиксации. Просеченная
по профилю пружины лента зажимается в приспособлении, имею-
щем форму готовой пружины, и прогревается в таком виде в те-
чение 20—30 мин. при 350—400°С, после чего охлаждается с
приспособлением на воздухе. В случае, если пружина после раз-
грузки не имеет требуемый по чертежу профиль, нужно опытным
путем подобрать форму приспособления. Приспособления делают
многоместными.
Восстановление изношенных калибров-пробок. Изношенные ка-
либры-пробки, имеющие малые размеры и изготовленные из леги-
рованной и высокоуглеродистой стали, можно восстановить отпус-
ком в масляной ванне при 210—230°С. Диаметр при этом увеличи-
вается за счет распада остаточного аустенита (табл. 86).
Таблица 86
Режим термического восстановления резьбовых калибров-пробок
из легированной и высокоуглеродистой сталей
Диаметры калибров в мм Температура нагрева в °C Продолжительность выдержки в час.
До 25 225—235
25—35 225—235
35—40 215—225 О £
40—60 205—215 Z—о
60—80 205—215
80—150 200—210
Правка (рихтовка) закаленных изделий. Закаленные и отпущен-
ные изделия при обнаружении коробления выше допустимого под-
вергаются правке.
Инструмент из любой инструментальной стали диаметром или
толщиной до 15 мм при высокой твердости Rc = 50 и выше пра-
вится короткими не сильными ударами рихтовочного молотка по
всей длине вогнутой стороны, кроме режущих кромок и резьбы,
до выпрямления. Опорой инструмента во время рихтовки должна
быть закаленная плита. Боек молотка не должен быть острым,
чтобы не оставлять на инструменте насечек, не выводимых после-
дующей шлифовкой.
Инструмент из быстрорежущей стали правится вручную, теп-
лым, сразу после закалки, а диаметром выше 15 мм — под прес-
сом при нагреве до 500—550°С. Для правки инструмент проги-
бается в сторону, противоположную обнаруженной выпуклости,
немного больше, чем до получения правильной формы, и после
некоторой выдержки (определяемой практически) и остывания раз-
гружается и проверяется. При недостаточном выпрямлении процесс
повторяется. Температура нагрева 500—550° проверяется термока-
рандашами.
Изделия с твердостью ниже Rc =50 правятся под прессом
как в холодном состоянии, так и подогретыми до температуры от-
пуска.
Напильники из высокоуглеродистой стали хорошо править де-
ревянным молотком или в специальном приспособлении, прерывая
закалку при 140—180°С.
Полукруглые напильники перед закалкой изгибаются в сторону
плоской грани.
Плоские длинные изделия вынимают из масла при 150—200°С
и для выпрямления вставляют в заготовленные плиты с пазами
шириной на 0,1—0,15 мм большими, чем толщина изделия, где они
и остывают.
Абсолютно все изделия, прошедшие правку под прессом или
молотком в холодном состоянии, немедленно подвергаются повтор-
ному отпуску для снятия напряжений.
При весьма большом короблении, при форме изделия, не до-
пускающей правки (режущие кромки или резьба по всей длине из-
делия, резкие переходы и т. п.), в случаях, когда изделие не под-
Фиг. 28. Подготовка пластин к терморихтовке:
1 — пластины; 2 — плиты; 3 — стяжные болты.
дается правке, а также при короблении инструмента из углероди-
стой или легированной стали больших диаметров следует произвести
нормализацию, правку и вторичную закалку с применением всех
мер, предотвращающих коробление.
Термическая правка (терморихтовка). При необходимости вы-
править покоробившиеся пластины применяют терморихтовку
(фиг. 28). Пачка пластин закрепляется в приспособлении и выдер-
живается до полного прогрева в печи: алюминиевые пластины при
240—280°, а латунные при 400—600°С. Верхний предел температур
применяется для правки более толстых пластин.
Перечень сталей, рекомендуемых для изготовления деталей
станков, автомобилей и сельскохозяйственных машин, а также
условия отпуска и требуемые твердости приведены в табл. 87,
88 и 89.
Таблица 87
Стали, рекомендуемые для изготовления, ориентировочные температуры отпуска и твердости деталей станков
и прессов, заменяемых при ремонте
Наименование деталей и характеристика условий работы Рекомендуемая сталь Температура отпуска в °C Тве] по Роквеллу эдость по Бринелю
Шестерни
Шестерни, работающие при высоких окружных 20Х 180—200 56—62
скоростях (4 м/сек и выше), больших изгибаю- 15 180—200 56-62
щих нагрузках и при наличии ударных нагрузок 20 180-200 56—62
(шестерни коробок скоростей токарных/ револь- 12ХНЗ 180—200 56—62
верных и прочих станков, а также в других узлах) 13ХНВА 180—200 56-62
То же при средних окружных скоростях (2—4 nt/сек), 40Х 320—400 45—50
средних давлениях и небольших ударных на- грузках (отдельные шестерни коробки подач быстроходных станков, коробки скоростей и др.) 45Х 320—400 45-50
Шестерни, работающие при небольших окружных 40Х 620—670 228—260
скоростях (до 2 м/сек) и средних удельных дав- 35Х 620—670 200—260
лениях (шестерни коробок передач, перебора контр- 38ХА 620—670 200-260
привода, насоса и др.) 45Х 600-650 228—280
Шестерни, работающие при малых окружных ско- 45 580—620 228—250
ростях (до 1 м/сек) и средних удельных давле- 40 550-600 228—250
ниях (шестерни кулисы, фартука и др.) з
Наименование деталей и характеристика
условий работы
Неответственные шестерни, работающие при низ-
ких окружных скоростях (до 0,3 м]се£) и низких
удельных давлениях (сменные шестерни, шестерни
гитары и др.)
Шпиндели, сильно нагруженные, работающие в под-
шипниках качения и скольжения (шпиндели ре-
вольверных станков, автоматов и др.)
Шпиндели, работающие в подшипниках качения,
к которым предъявляются требования высокой
твердости, а также работающие при средней на-
грузке в подшипниках скольжения (конусы шпин-
делей сверлильных, фрезерных и др.)
Шпиндели, работающие в легких и средних уело
виях в подшипниках скольжения (шпиндели то-
карных, сверлильных и других станков)
Шпиндели, работающие в подшипниках качения,
к которым предъявляются требования повышен-
ной твердости и достаточно высокого сопротив-
ления усталости (шпиндели токарных станков,
агрегатных станков и др.)
Рекомендуемая сталь Температура отпуска в °C Твердость
по Роквеллу по Бринелю
45 50 Подвергаются только нор- мализации 179—207
Шпиндели
13ХНВА 180—200 56-62
20Х 180—200 56—62
15 180—200 56—62
20 180—200 56—62
12ХШ 180—200 56—62
40Х 320—400 45-50
45Х 320—400 45—50
Возможна местная закалка
45
50
350-400 40—45
350-400 40—45
40Х 450—500 35-42
35Х 400—450 35—42
38ХА 420—470 35—42
ХГ 530-600 35—42
45Х 450—500 35-42
Наименование деталей и характеристика
условий работы
Шпиндели, работающие в подшипниках качения,
средненагруженные, к которым предъявляются
требования повышенной прочности
Шпиндели, работающие в подшипниках качения,
мал онагруженные
Валики, работающие при больших окружных ско-
ростях (3 м/сек и выше) и при повышенных из-
гибающих нагрузках (валики коробок ско-
ростей)
Валики, работающие в подшипниках скольжения
при окружных скоростях до 3 м/сек (валики ко-
робок подач, контрпривода и др.)
Валики, работающие в подшипниках скольжения
при окружных скоростях до 2 м/сек (валики ко-
робок скоростей, подач и др.)
Сильно нагруженные шлицевые валы и валики,
к которым предъявляются требования достаточно
высокой прочности и износоустойчивости
Продолжение табл. 87
Рекомендуемая сталь Температура отпуска в °C Твердость
по Роквеллу по Бринелю
40Х 620—670 228—260
35Х 620—670 200—260
38ХА 620-670 200—260
45Х 600-650 228—280
45 580—620 228—250
40 550—600 228—250
Валики
20Х 180—200 56—62
15 180—200 56—62
20 180—200 56—62
40Х 320—400 45—50
45Х 320—400 45—50
45 350-400 40—45
50 350—400 40—45
40Х 450—500 35-42
35Х 400—450 35—42
38ХА 420—470 35—42
45Х 450—500 35-42
Наименование деталей и характеристика
условий работы
Валики, работающие в подшипниках качения, к ко-
торым предъявляются требования повышенной
прочности (валики трензеля, гитары, коробки
подач и пр.), а также средненагруженные много-
шпоночные валики
Валики, работающие в подшипниках качения при
небольших нагрузках, а также неответственные
малонагруженные шлицевые валики
Втулки средненагруженные, работающие при боль-
ших скоростях, к которым предъявляются тре-
бования повышенной прочности, высокой изно-
состойкости и вязкости
Втулки сильно нагруженные, к которым предъявля-
ются требования высокой прочности и достаточ-
ной износостойкости
Кондукторные втулки
Продолжение табл. 87
Рекомендуемая сталь Температура отпуска в °C Твердость
по Роквеллу по Бринелю
40Х 620-670 228-260
35Х 620—670 200—260
38ХА 620—670 200-260
45Х 600—650 228—280
45 580-620 228—250
40 550—600 228—250
Втулки
20Х 180—200 56-62
15 180—200 56-62
20 180-200 56-62
40Х 45Х 320—400 320—400 45-50 45-50
ХГ 180—250 59-63
Наименование деталей и характеристика условий работы Рекомендуемая сталь Температура отпуска в °C Твердость
по Роквеллу по Бринелю
Червяки сильно нагруженные, к которым предъяв- ляются требования высокой износоустойчивости Неответственные малонагруженные червяки руч- ных механизмов Кулачковые муфты, к которым предъявляются тре- бования высокого сопротивления смятию (при включении на ходу) и повышенной вязкости Кулачковые муфты неответственные Кулачки, ролики, эксцентрики, «собачки» храпо- вого механизма, копиры, - статоры гидронасосов и другие детали, работающие на истирание, от ко- торых требуется сохранение точности в эксплуа- тации Установочные кольца Пальцы включения прессов 4 Червяки 20Х 15 20 40Х' 35Х 38ХА 45Х 20Х. 15 20 40Х 35Х 38ХА 45Х ШХ15 ШХ12 Z 45 50 37XH3A 40ХНМА 50ХН 45ХН 180-200 180-200 180-200 620—670 620-670 620—670 600-650 180—200 180-200 180—200 620—670 620-670 620—670 600-650 180-220 180—220 350-400 350—400 180—200 180—200 180—200 180—200 56—62 56-62 56-62 56-62 56-62 56—62 59-63 59—63. 40—45 40—45 Не ниже 50 То же » » 228—260 200—260 200—260 228—280 228-260 200—260 200—260 228—280
Примечание. Режимы закалки указанных в этой таблице марок стали приведены в табл. 61, 64, 67;
Таблица 88
Стали, рекомендуемые для изготовления, ориентировочные температуры отпуска и твердости
деталей автомобилей, заменяемых при ремонте
Наименование деталей № по каталогу Рекомендуе- Температура Твердость Глубина цемента-
мая марка стали отпуска в °C по Роквеллу ции в мм
Автомобиль ГАЗ-51
Болт коробки сателлита дифферен- 51-2403034 35Х 420—480 31—37
циала Болт маховика 11-6387 38ХА 550-600 27—34
Болт подшипника коленчатого вала 291058П 40Х 550—620 28-33
Болт шатуна 116214 38ХА 550—600 27—34
Вал ведущий коробки передач (пер- 51-7017 18ХГТ 180—220 58—62 0,6—0,8
вичный) Вал ведомый коробки передач (вто- 51-7061 40Х 250—350 48-53
ричный)
Валик педалей сцепления и тормоза 51-1602055 20 200—330 50-60 0,8-1,0
Втулка сальника ступицы заднего ко- 51-2401025 ЗОХ 180—200 45—50
леса
Втулка ушка рессоры 51-2902028 10 180-220 Не менее 56 0,6-0,8
Винт регулировочный вала сошки руля 51-3401063 40Х, 270—350 48—52
Гайка шатуна 11-6212 35Х 500—550 25-32
Листы рессорные — 50ХГА 450—500 39—43
Ось каретки заднего хода АА-7140 51-3507022 20 180—220 Не менее 56 Согласно чертежу
Ось колодки ручного тормоза 20 220—330 50—58 0,8-1,2
Ось ролика вала сошки 51-3401073 20 180—220 56—62 0,9—1,2
Наименование деталей № по каталогу Рекомендуе- Температура Твердость по Глубина цемента-
мая марка стали отпуска в °C Роквеллу ции в мм
Ось рычага колодки ручного тормоза 51-3507030 20 220-330 50—58 0,8—1,0
Палец поперечной рулевой тяги 20
51-3003056 15Х 180—300 53-65 0,9-1,2
Палец поршневой 11-6135 20 180—220 58—65 1,0—1,3
Палец рессоры 51-2902478 20 180—220 Не менее 56 1,2—1,5
Палец шаровой продольной тяги 51-3003065 20
15Х 180—300 53—65 0,9—1,2
калить головку
Сухарь пальца наконечника поперечной 51-3003036 15Х 200—250 Не менее 55 на длину 23 мм 0,6-0,9
рулевой тяги
Сухарь пальца продольной тяги 51-3003022 20
Шайба упорная ролика вала сошки Шкворень поворотного кулака Штифт штопорный шкворня поворот- ного кулака 51-3001019 51-3001025 А12 40 20Х 20 180—220 280-350 180—220 400-425 Не менее 56 42—50 57-65 Не менее 45 0,4—0,6 0,9-1,2 0,4—0,6 резьбу не
цементовать
Автомобиль ЗИС-150
Болт крепления маховика 120-1005127 40Х 600-650 26-30
Вал водяного насоса 120-1307023 40Х 600—650 24—30
Вкладыш продольной рулевой тяги 120-3003022 20 180—220 56—62 0,9-1,2
Втулка ремонтная крестовины диффе- 120-2403060 20
ренциала 18ХГТ 180—220 56-62 0,7—1,0
То же крестовины кардана 120-2201030 20
18ХГТ 180—220 56-62 0,7-1,0
оо
Наименование деталей
Ось ролика вала рулевого управле-
ния
Ось шестерни заднего хода .
Палец задней рессоры
Палец кронштейна задней рессоры
Палец передней рессоры
Палец поршневой
Палец шаровой сошки руля
Сектор рычага ручного тормоза
Стопор шкворня
Шкворень поворотного кулака
Болт верхней головки шатуна
Болт крепления маховика
Болт крышек коренных подшипников
Болт толкателя клапана
Болт шатуна
№ по каталогу Рекомендуе- мая марка стали Температура отпуска в °C Твердость по Роквеллу Глубина цемента- ции в мм
120-3401073 15Х 180—220 56—62 1,2-1,6
120-1701092 20X3 180-220 56—62 0,7—1,0
120-2912480 20 180—220 56-62 0,8-1,0
120-2912478 20 180-220 56-62 0,8-1,0
120-2902478 20 180-220 56-62 0,8-1,0
120-1004020 15Х 180-220 56-62 0,7-1,1
120-3003032 12ХНЗ 180-220 56-62 1,1 —1,5 калить головку на длину 23 мм
120-3508048 20 180-220 Не менее 56 0,5— 0,8
120-3001025 20X3 180—220- 56—62 0,6—1,0
120-3001019 12Х2Н4А 180-220 56-62 1,5-1,8
Автомобиль ЗИС-5
11-037 40Х 600-650 26—30
11-023 40Х 600—670 22—30
11-0125 40Х 600—670 22—30
66-041 20Х 180—300 54-62 0,8-1,0 калить головку
11-0311 40Х 600—650 26-30
Болт упорный промежуточной шестерни
распределительного вала
Валик водяного насоса
Вкладыш продольной рулевой тяги
Втулка вилок кардана
Гайка болта крышки шатуна
Листы рессоры задней и передней
Палец задний задней россоры
Палец передний задней рессоры
Палец передней рессоры
Палец серьги задней рессоры
Палец шаровой головки поперечной
тяги
Палец шаровой продольной рулевой
тяги
Сектор ручного тормоза
Стопор шкворня полуоси
Шестерня ведомая привода спидо-
метра
Шкворень передней оси
Шпонки
—. Храповик
11-0166
66-095
17-053
50-023
11-0312
14-102
17-062
19-0220
19-0118
19-028
19-0214
17-43
17-054
32-0111
17-016
32-0322
17-015
11-025
Рекомендуе- мая марка стали Температура отпуска в °C Твердость по Роквеллу Глубина цемента- ции в мм
20 300-400 48-53 0,5-0,6 калить кон- чик болта
20 200-300 54-59 0,8-1,0
20 180—220 56-62 0,8-1,0
20 150-300 53-65 0,6—1,0
40Х 570-670 25—32
55С2 480-500 = 3644-420
20 180—220 56-62 0,8-1,1
20 180-220 56-62 1,2-1,4
20 180-220 56-62 0,8-1,1
40Х 580-650 27-33 —
20X3 180-220 56-62 1,2—1,6 калить головку на длину 23 мм
20X3 180—220 56—62 То же
20 180—220 Не менее 56 0,5—0,8
20X3 180—220 56-62 0,6—1,1
20 180-220 Не менее 56 0,4-0,6
20X3 180—300 54-60 0,7-1,1
45 530—600 24-30 —
20 300—400 48—53 Согласно чертежу
Наименование деталей № по каталогу Рекомендуе- мая марка стали Температура отпуска в °C Твердость по Роквеллу Глубина цемента- ции в мм
Вал карданный Автомобиль АА-4680 ГАЗ-ММ 40Х 380—430 44—46 Калить шлицевой хвостовик
Втулка крестовины карданного шарнира Гильза ремонтная наружной шейки кожуха полуоси АА-7099 АА-4199ДА 20 20 180—220 200—300 - 58—65 50—60 0,4—0,7 0,8—1,0 шейку калить на длину 90 мм
Конус регулировочный ножного тормоза А-2041 15 180—220 Не менее 56 0,5—0,6
Крестовина карданного шарнира Листы передней и задней рессор АА-7087 АА-5314 АА-5564 20 50ХГ 180—300 430—520 53—60 37—45 1,2-1,5
Муфта кулачка заднего тормоза Муфта соединительная карданного вала Ось блока шестерни промежуточного вала Палец задней рессоры Палец поршневой Палец серьги задней рессоры Шкворень поворотного кулака, правый и левый АА-2231 А А-4684 АА-7111 АА-5799 М-6135 А-21320 АА-3115/16 40Х 20 20 20 20 20 20Х 330—400 375—500 180—220 Не более 350 180—220 Не более 350 180—220 45—50 40—50 56—62 Не менее 50 Не менее 56 Не менее 50 56—62 00 10 СО ОО ОО сч o' т-Т г-? о II 1111 ’ФСЧ со о со о сГ -н" -Г d о
Наименование деталей
№ по каталогу
Рекомендуе-
мая марка
стали
Температура Твердость по
отпуска в °C Роквеллу
Глубина цемента-
ции в мм
Автомобиль МАЗ-200
Палец рессорной подвески 20 180—200 58-63 1,0—1,5
Палец шаровой сошки 12ХНЗА 180—200 56—63 1,0—1,5 калить сфери- ческую по- верхность
Палец шарового рулевого рычага 12ХНЗА 180—200 56—62
Рессорные листы 60С2А 420—460 39—44
Шкворень поворотной цапфы 20ХН 180—200 56—63 1,2—1,5
Легковые автомобили
Болты крепления двигателя 45 530—570 26—30
Болт крепления маховика 40Х 580—650 28—33 (НБ = 207-=-229)
Болт стяжной рессорный 35 600—650 18—22
Валик водяного насоса Вкладыш головки поперечной и продоль- 1X13 350—400 180—220 56—62 Не менее 56 1,0—1,2
ной тяг 20 0,8—1,0
Втулка рычага амортизатора 10 180—220 Не менее 56
Гайка коронная 35 570—620 28—33
Гайка шарового пальца 20 180—220 Не менее 56 0,2—0,25
Клин шкворня 45 530—600 24—30
Ось педали 20 200—350 52—58 0,8—1,0
Ось ролика червяка руля 15Х 180—200 58-64 1,2—1,5
Ось сателлита 15Х 180—220 56—64 1,2—1,5
Палец поршня 15Х 180—220 56-62 1,0—1,2
Палец ведущего диска 20 180—200 58-62
Наименование деталей № по каталогу Рекомендуе- Температура Твердость по Глубина цемента-
мая марка стали отпуска в °C Роквеллу ции в мм
Палец шаровой 15ХН 180—200 58—64 1,о—1,2
Палец передней рессоры 20 15Х 180—220 • 56—62 1,0—1,2
Палец задней рессоры 15Х 180—220 56—62 1,0—1,2
Ролик червяка руля 15ХН 180—200 58—64 —
Храповик 45 570—620 21—26
Шкворень поворотного кулака 15ХФ 180—220 56—62 1,0—1,2
Шпилька крышки 35 550—620 22—26
Поршневые кольца Чугун 590—620 98—106 Термофиксация
на оправке в разведенном состоянии — 30 мин.
Втулка передней рессоры — 180—220 Не менее 56 Глубина циани-
рования
0,2—0,25
Гайка поворотного кулака 20 180—220 Не менее 56 0,2—0,25
Ось рычага сцепления 20 180—220 Не менее 56 0,2—0,25
Палец колодки тормоза 15Х , 180—220 Не менее 55 0,1—0,15
Палец рычага амортизатора 20 180—220 Не менее 56 0,2—0,25
Примечания. 1. Твердость цианированных деталей проверяется напильником по эталону. 2. Рекомендуется твердости в пределах
до 20—25 Rq определять по Бринелю и судить о результатах испытаний, пользуясь табл. 2. 3. Для удобства наименования дета-
ли расположены в алфавитном порядке. 4. Режимы закалки для сталей, перечисленных в этой таблице, см. в табл. 70, 72, 73.
Таблица 89
Стали, рекомендуемые для изготовления, ориентировочные температуры отпуска и твердость деталей
сельскохозяйственных машин
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По. Бринелю
Брус пальцевый косилок Ст. 6 500—650 230-320
Боковины сошника картофелесажалки 65Г 340—460 — 350—500
Вкладыши пальцевые У9 250—350 50—60 —
Втулка аппарата для стрижки овец 15Х Не более Не менее Цементация
400 48 согласно
чертежу
Валики передаточный и эксцентрика 10 600—650 25-30 То же
аппарата для стрижки овец Вкладыш самоходного комбайна 35 400—450 45-50 Глубина
цементации 0,6—1 мм на длину 20 мм
Валик цепи самоходного комбайна Вал трехзвездный самоходного ком- 45 350-400 40—45
байна Винт гребенки аппарата для стрижки 40 300-350 45—50 Места на-
овец 40 500—540 29—33
резки отпустить до ЯБ менее 97
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Головка наконечника аппарата для стриж- ки овец 20
Диски 65Г 70Г
Диски полевые (плугов и лущильников) Ст. 6 Л 53
Диски борон 70Г
Держатель шпагата UU1 У9
Загортачи картофелесажалки 65Г
Зубья молотильных барабанов и дек 45 Ст. 6
Зубья поперечных грабель 65Г 70Г
Звенья цепи элеватора картофелеубороч- ных машин 65Г
Твердость
Температура отпуска в °C По Роквеллу По Бринелю Примечание
Не более 500 Не менее * 40 Цементация согласно
400—470 425—500 250—400 42—56 321—415 чертежу Калить конец на длину 100—120 лш
400—450 380—470 350—475 40—50 320—450 Местная
закалка согласно
350—450 350—500 чертежу То же
280—370 380—400 400—500 400—510 341—444 То же Твердость паль- цев не ме- нее 269
380—450 38—45 Местная закал- ка согла-
сно чер- тежу
7 544
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Зубчатка дисков пальца узловязателя Ст. 2
Зубчатка для цепных передач вала бара- 10
бана комбайна 15
Золотник самоходного комбайна 35
Звездочки двухрядные самоходного 40
комбайна
Звездочка вала барабана комбайна 15
Замок шарнира аппарата для стрижки овец 65Г
Крылья отвала окучника Ст. 5
Косы сельскохозяйственные - У7А У8А
Крестовина шарнира Гука Ст. 2
Кривошип опрыскивателя КН-3 Ст. 3
Крестовина кардана комбайна «Стали- нец-6» Ст. 2
Т емпература отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
400—500 180—300 400—450 250—330 180—240 440—500 400—500 40-50 54—62 35—40 45—50 54—62 30—38 Не менее Цементация согласно чертежу То же Глубина цемен- тации 1,0— 1,5 мм
340—450 400—500 40-50 40—50 300 Цементация
Не более Не менее согласно чертежу Глубина
303 300—430 54 45—55 цементации 0,4—0,6 Цементация согласно чертежу
<0
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Лемехи тракторных плугов Л65
Лемехи конных плугов, предплужников и лущильников Лапы культиваторов разных типов Л 53 70Г 65Г Ст. 6
Лемехи окучника Ст. 6 и выше
Лемехи копача 50
Лемехи картофелеуборочных машин 50
Лемехи гузокорчевателя Лапы свеклоуборочных машин Лапки нажимные аппарата для стриж- ки овец Л65 Л 53 10
Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
150-400 44—64 Ширина зака- ленной зоны 20—45 мм
150—375 47—64 То же 20—35 мм
370—470 Калить зону,
350—450 38—50 прилегающую
300—450 к лезвию
300—350 Не менее 42
380—420 38—47 Твердость у отверстий 24—38 /?с
380—420 38—47 Местная закал- ка согласно чертежу
250—450 38-56 То же
350—450 38-50 »
Не более Не менее
400 48
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Молотки-дробилки Ст. 2
Наральники пружинных борон Л 53
Наральники сошников сеялки Ст. 5
и выше
Ножи конных плугов Ст. 6 Л 53
Ножи свеклоуборочных машин У9
Ножи жмыходробилки 15
Ножи узловязателя сноповязалок У9
Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
180-200 56—62 Цементиро- вать; калить на длине 50 мм
350—450 38—50 Калить зону, прилегаю- щую к лез • ВИЮ
Не более 350 Не менее 38 То же
300—400 42—56 45-65
250—400 160—400 »
150—180 63-67 Цементация согласно чертежу
250—350 50—58 Местная закал- ка согласно чертежу
с©
о
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Ножи силосорезок, соломорезок и кор- 65Г|
нерезок 70П
У9 J
Ножи и гребенки аппарата для стрижки У12А
овец У13А
Отвалы тракторных плугов Ст. 2
Отвалы конных плугов Ст. 2
Отвалы предплужников Ст. 2
Отвалы окучника Ст. 5
и выше
Отвалы копача 50
Оси тракторных плугов и лущильников Л 53
Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
250—370 300—400 160—250 47—56 60-65 Местная за- калка сог- ласно чер- тежу
Не более Не менее Глубина це-
350 50 ментации 1,5—2,0 мм
Не более Не менее Глубина це-
350 50 ментации 1,2—1,8 мм
Не более Не менее Глубина це-
350 50 ментации 1,0—1,5 мм
200—250 Не менее 300 Калить ниж- нюю кромку на ширину не менее - 20 мм
420-520 250—300 Местная за- калка сог- ласно чер- тежу
375—475 31—46
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Ось полевого колеса комбайна «Стали- Ст. 6
нец 6»
Пилы 'джинные и линтарные хлопкоочи- 85
стительных машин Ст. 2
Палец головки шатуна верхнедвига-
теля
Пластинки и собачки автомата плуга Ст. 2
Пластинки трения У9 и выше
Подпятник веретена сепаратора У10
Подпятники упорного стержня и рычага 10
аппарата для стрижки овец 15
Патрон нажимного аппарата для стриж- 10
ки овец
Полуось левая и правая самоходного 40Х
комбайна
55 Палец самоходного комбайна 40
Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
450—550 — 280—350
530—580 30—35
360—430 45—50 Цементация согласно чертежу
360-430 45—50 То же
275—375 48—58 Местная за- калка сог- ласно чер- тежу
160—250 58—64
Не более Не менее Цементация
400 48 согласно чертежу
350—500 40—53 То же
400—460 — 360—415
380—450 35-40 .
С0
GO
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали
Рессоры сидений 65Г 70Г
Сегменты режущих аппаратов уборочных машин У9
Стойки пружинные культиваторов 65Г 70Г
Стойки ножей дисковых почвообраба- тывающих машин Ст. 5
Сухарь самоходного комбайна 40
Стержень упорный аппарата для стриж- ки овец У7
Цепи приводные крючковые из штампо- ванных звеньев ЗОГ
Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
430—500 — 280—370
225—300 50—60 Местная за- калка сог- ласно чер- тежу
400—450 — 350—450
Не более 400 — Не менее * 250
250—330 45-50
425-500 35—40
320—400 38—45
Наименование деталей Рекомендуемая марка стали Температура отпуска в °C Твердость Примечание
По Роквеллу По Бринелю
Центр вращательного рычага аппарата для стрижки овец 65Г 440—500 30—38 — Местная за- калка сог- ласно чер- тежу
Червяк узловязателя сноповязалки Челюсть крючка узловязателя Ст. 2 65Г 400—500 420—500 40—50 30—40 Местная за- калка сог- ласно чер- тежу
Шестерня самоходного комбайна 40 40Х 250—330 250—350 45—50 48—53
Шайба фрикционная и муфта пробук- совывающая самоходного комбайна Ст. 5 200—300 28—35
Щечка шатуна уборочных машин Эксцентрик тормоза самоходного ком- байна Ст, 1 Ст. 2 40 300—430 480-560 45—55 25—35 Цементация согласно чертежу
Примечания. 1. Для удобства наименования детали расположены в алфавитном порядке. 2. Режимы закалки для сталей см.
g в табл. 70, 71, 72, 73.
Глава VII
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЧУГУНА
Чугунные изделия в зависимости от требований, предъявляе-
мых к ним, могут подвергаться отжигу, нормализации, закалке,
отпуску и химико-термической обработке.
Отжиг низкотемпературный. Для снятия напряжений в чугун-
ных изделиях применялось естественное старение, которое заключа-
Фиг. 29. Уменьшение внутренних напряжений в зави-
симости от длительности естественного старения
чугуна.
лось в длительном вылеживании изделий на складах. Это была
очень длительная операция, которая к тому же не снимала полно-
стью напряжений (фиг. 29).
В настоящее время применяется низкотемпературный отжиг,
полностью снимающий напряжения (фиг. 30), который проводится
по режиму, одинаковому для всех видов чугунов: изделия загру-
жают в печь, имеющую температуру не выше 250—300°С, затем
печь нагревают до 550—600°С и выдерживают от 2 до 8 час. в за-
висимости от сложности и величины деталей; после этого печь
охлаждают со скоростью не более 20—30° в час до 200—150°С, и де-
тали выдают на воздух.
Отжиг графитизирующий низкотемпературный. В основном при-
меняется для высокопрочных и ковких чугунов: значительно повы-
200
шает пластичность, ударную вязкость и антифрикционные свойства.
Для серого чугуна применяется реже, так как наряду с уменьше-
нием твердости и улучшением обрабатываемости резко ухудшает ме-
ханические свойства.
Режим отжига: нагрев (для изделий сложных форм замедлен-
ный) до 670—700°С, выдержка от 1 до 4 час. и охлаждение с
печью.
Отжиг графитизирующий (отбеленного чугуна). Применяется для
уменьшения твердости и улучшения обрабатываемости отбеленного
чугуна. Для отжига изделия нагревают до 850—950°С и после пол-
Фиг. 30. Влияние температуры нагрева на снятие
внутренних напряжений по данным исследователей.
Для снятия отбела в тонкостенных отливках высокопрочного чу-
гуна применяется отжиг по такому режиму: нагрев до 800—850°С,
выдержка 2—4 час., охлаждение до 650°С, выдержка 4—6 час. и
охлаждение с печью до 200—175°С.
Нормализация. Применяется для повышения прочности и изно-
состойкости серого чугуна. Для нормализации детали нагревают до
850—900°С и после полного прогрева охлаждают на воздухе. Дета-
ли сложной формы следует после нормализации отпустить при тем-
пературе 600—650°С.
Закалка предназначается для повышения твердости, прочности и
износостойкости изделий из серого чугуна.
Температура закалки в масле 830—870°С, а в воде 800—820°С.
Детали сложной формы греют для закалки медленно, а простой
формы — быстро, загружая их в нагретую до требуемой темпера-
туры печь. При исходной ферритной структуре чугуна время вы-
держки удлиняется. Изотермическая закалка серого чугуна, при ко-
торой значительно уменьшаются трещины и коробление, производит-
ся при 830—900° в ванну, имеющую температуру 200—400°С.
Отпуск. Закаленные чугунные детали обязательно подвергаются
отпуску. Температура отпуска в зависимости от требуемых свойств
принимается от 200 до 500°С. При требовании максимальной изно-
соустойчивости отпуск ведут при 200—250°С. Наилучшее сочетание
прочности и износоустойчивости получается при отпуске в интервале
температур 350—450°С, твердость при этом НБ = '321 4- 418.
Таблица 90
Причины возникновения и мероприятия по исправлению брака
при отжиге серого и ковкого чугунов
Наименование и характеристика брака Метод определения Основные причины образования брака Мероприятия по исправлению брака
Пониженная твер- дость’ серого чу- гуна после от- жига для снятия напряжений Испытание твердости Распад цемен- тита при на- греве выше 600°С Для деталей срав- нительно прос- той формы нор- мализация при 900—950°С и по- следующий от- пуск для снятия напряжений
Высокая твердость после отжига от- беленного чугуна То же Недостаточная температура или выдержка при отжиге Повторный отжиг при нормальной температуре с достаточной вы- держкой
Структурно свобод- ный цементит в ковком чугуне Проверка ми- крострук- туры Низкая темпера- тура или недос- таточная вы- держка в 1-й стадии графи- тизации Повторный отжиг по установлен- ному графику
Пластинчатый пер- лит в ковком чу- гуне в количес- тве большем, чем допускаемое То же Несоблюдение ре- жима охлажде- ния или недос- таточная выдер- жка при 2-й стадии графи- тизации Повторный отжиг при температуре 710—730°С
Пластинчатый гра- фит в ковком чу- гуне » Наличие свобод- ного графита в ковком чугуне Брак неисправимый
Улучшение высокопрочного чугуна производится по режиму: за-
калка с 870—900°С в масле, отпуск при 500—600°.
Механические свойства: предел прочности до 120 кг/мм2, предел
текучести до 100 кг/мм2, твердость по Бринелю 375.
Термическая обработка белого чугуна. Ковкий чугун получается
путем отжига отливок из белого чугуна по нескольким технологи-
ческим схемам, из которых здесь приводятся две.
Первая схема [18]. Изделия укладываются в ящики и засыпают-
ся сухим речным песком. В печи ящики нагреваются до 1000—
1050°С, выдерживаются при этой температуре 6—10 час. и охлаж-
даются с печью до 680°С. Охлаждение в интервале температур
760—680°С производится медленно, со скоростью 2—3° в час и затем
с любой скоростью. Вместо медленного охлаждения допускается
применение длительной выдержки при температурах немного ниже
точки А 1.
Вторая схема [19]. Нагрев изделий в среде, предохраняющей от
окисления, до 940—960°С, выдержка при этой температуре 12 час.,
охлаждение до 760°С, медленное охлаждение в интервале темпера-
тур 760—680°С в течение 20—22 час., охлаждение до 550°С в тече-
ние 10 час., дальнейшее охлаждение с любой скоростью.
Перечень видов брака при термической обработке чугуна и ме-
роприятий по борьбе с ним приведен в табл. 90.
Таблица 91
Условные обозначения элементов,
принятые при маркировке медных
и никелевых сплавов
Наименования элементов Условные обозначе- ния
Алюминий А
Бериллий Б
Железо Ж
Кремний К
Магний Мг
Марганец Мц
Медь М
Никель н
Олово О
Свинец с
Хром X
Цинк ц
Г лава VIII
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Медь и медные сплавы. Для снятия наклепа и уменьшения твер-
дости медь подвергается отжигу. Для этого медь нагревают до
500—7009 и после прогрева охлаждают. Охлаждение можно произ-
водить с любой скоростью в печи, на воздухе и в воде, но при
охлаждении в воде окалина более
легко отделяется от поверхности
медного изделия, а при охлажде-
нии в печи или на воздухе удаляе-
тся с трудом.
После отжига механические
свойства чистой меди: ав =
— 20 кг)мм2, Ъ = 50%, НБ = 35
(примерные)'.
Условные обозначения элемен-
тов, принятые для маркировки мед-
ных сплавов, приведены в табл. 91.
Латуни (медноцинковые спла-
вы). Химический состав латуни
расшифровывается по названию
марки, а именно: буквенные обо-
значения указывают, какие элемен-
ты входят в латунь, а цифры опре-
деляют процентное содержание
этих элементов. Буква Л обозна-
чает латунь, последующие буквы
обозначают элементы, входящие в
состав латуни. Первая цифра обо-
значает процентное содержание меди, а остальные — содержание эле-
ментов в таком же порядке, в каком записаны элементы в обозна-
чении марки. Количество цинка составляет разницу от 100%.
Примеры:
1. Л62 — латунь, меди — 62%, цинка — 38%.
2. ЛЖМц 59-1-1—латунь, меди—59%, железа—1%, марганца—
1% и цинка—39%.
Отжиг латуни производится для снятия наклепа и восстановле-
ния структуры. При отжиге детали загружают в печь, нагретую до
требуемой температуры. Латуни, даже весьма незначительно дефор-
мированные, при хранении во влажной атмосфере растрескиваются,
поэтому все изделия и полуфабрикаты надо подвергать низкотемпе-
ратурному отжигу при 300—350°.
Промежуточный отжиг при обработке латуни давлением, а также
отжиг поковки производится при температурах, указанных в
табл. 92. Отливки из латуни, которые в процессе их обработки и
эксплуатации должны иметь наименьшие деформации, отжигают при
300—350°С с выдержкой 2—4 час. Отливки из латуни ЛК80-ЗЛ для
устранения микропористости следует подвергать гомогенизации при
750—760°С в течение 1—1,5 час. При значительной пористости го-
могенизацию следует производить два раза (табл. 92).
Таблица 92
Ориентировочные режимы отжига и примерные механические
свойства латуни
Наименование латуни Марка Температу- ра отжига в°С Примерные механи- ческие свойства
Предел проч- ности в кг/мм2 Удлинение пО/ В /0 Твердость по Бринелю
Томпак Л96 540—600 24 52 59—63
То же Л90 650—720 26 44 53
Пол у томпак Л85 600—700 26 43 54
То же Л80 600—700 31 52 53
Латунь Л70 600—700 33 55
То же Л68 520—650 33 56 52
» Л62 600—700 36 49 56
» Л59 600—670 39 44
Латунь алюминиевая ЛА 85—0,5 650—700 35 60
То же ЛА 77—2 600—650 38 50 50
» ЛАН 59-3—2 600—650 50 42 117
Латунь никелевая ЛН 65-5 600—650 38 65 65
Латунь марганцовистая ЛМц 58—2 600—650 44 36 85
Латунь железисто-
марганцовистая ЛЖМц 59—1—1 600—650 47 36 80
Латунь оловянистая ЛО 90-1 650—720 28 40 57
То же ЛО70—1 560—580 35 62 48
» ЛО62 —1 550—650 38 37 85
ЛО60—1 550—650 38 37 85
Латунь свинцовистая ЛС 74—3 600—650 35 48 55
То же ЛС 64—2 620—670 34 60 50
» ЛС 63—3 620—650 35 45 80
» Л С .60— 1 600—650 35 50
» Л С 59—1 600—650 42 43 75
Примечание. Охлаждение после отжига производится на воздухе или с
печью.
Бронзы. В зависимости от химического состава бронзы разде-
ляются на оловянистые и безоловянистые. Основными элементами
оловянистых бронз являются медь и олово. Безоловянистые бронзы
представляют собой сплав меди с одним или несколькими элемен-
тами: алюминием, кремнием, марганцем и т. п. Так же, как и в
латунях, химический состав бронзы определяется названием марки.
При термической обработке загрузка изделий может произво-
диться в печь, нагретую до требуемой температуры. Охлаждать
после отжига изделия можно с печью или на воздухе. Температу-
ра отжига назначается в зависимости от толщины материала. Для
лент и проволоки малого сечения (до 0,5 мм) можно рекомендо^
вать температуру на 10% ниже предлагаемой в табл. 93.
Таблица 93
Режимы отжига и примерные механические свойства бронзы
Наименование бронзы Марка Температура на- грева при отжиге в °C Примерные механичес- кие свойства
Предел прочности в кг/мм.2 Удлинение в % 1 Твердость по Бри- нелю
Оловянистофосфорис- Бр. ОФ 6,5—0,4 600—650 35—45 60—70 70—90
тая Бр.ОФ 4—0,25 600—650 34 52 55—70
О лов я нистоцинко вая Оловянистоцинково- Бр. ОЦ 4—3 Бр. ОЦС 4—4— 600 35 40 60
свинцовистая —2,5 600 30—35 35—45 60
Алюминиевая Бр. А5 600—700 38 65 60
То же Бр. А7 650—750 42 70 70
Алюминиевожелезная Алюминиевомарганце- Бр. АЖ 9-4 700—750 40 НО
вая Алюминиевожелезо- Бр. АМц 9—2 Бр. АЖМц 10— 650—750 55 45 107
марганцевая Алюминиевожелезони- -3-1,5 Бр. АЖН 10— 650—750 60—64 27—30 120
келевая —4—4 700—750 60 35 140-160
Бериллиевая Кремнистомарганцевая Любая Бр.КМц 3—1 650—750 600—680 50 30 100 80
Кремнистоникелевая Бр. КН 1-3 650—750 45 12
Марганцевая Литейная разных марок Бр. Мц5 700—750 600—650 30 40 80
Отливки из ряда оловянистых бронз, обнаружившие при гидрав-
лических испытаниях течь, отжигают для повышения плотности по
режиму: нагрев до 700—710°С, выдержка 2 час. на каждые 25 мм
толщины и охлаждение с печью.
Пружинную бронзу, поставляемую в нагартованном состоянии,
нельзя подвергать отжигу для облегчения загибки. В отдельных
случаях для этой цели разрешается отпуск при температуре 300—
320°С.
Закалку бериллиевой бронзы следует производить в воде с тем-
пературой не выше 20°С, а время переноса изделия из печи в бак
должно быть самым коротким. Нерезкая закалка ухудшает пру-
жинные свойства этой бронзы. Нагрев под закалку заготовок из
бериллиевой бронзы лучше всего производить в атмосфере диссо-
циированного аммиакаг
Нагрев в среде диссоциированного аммиака дает возмож-
ность выявить брак материала до изготовления деталей, так
как водород аммиака, соединяясь с окислами, находящимися
в металле, образует вздутия или пузыри на поверхности за-
готовки.
При нагреве в обычной камерной печи в атмосфере воздуха
следует применять следующие меры.
1) Противень, на котором укладываются изделия, должен быть
чистым от грязи, масла и окалины.
2) Изделия на противень укладывать равномерно. Нагрев на-
валом ухудшает качество изделий.
Время выдержки нагретых изделий при 760—780° должно быть
равным 8—12 мин.
Облагораживание бериллиевой бронзы производить в воздуш-
ной печи или селитровой ванне. Время облагораживания пример-
но 2—3 час.
Следует указать, что чувствительные элементы (мембраны, силь-
фоны и т. п.) изготовленные из бронзы Бр. Б2,5, не отличаются
высоким качеством вследствие того, что высокое содержание берил-
лия в этой бронзе часто вызывает неоднородность структуры, по-
вышенную хрупкость и пр.
Для чувствительных элементов Московским институтом гипро-
цветметобработки предложена [42] новая марка бериллиевой бронзы
БНТ1,9 химического состава — бериллия 1,8—2,1%, никеля 0,2—
0,4% и титана 0,1—0,25%.
Мембраны и пружины, изготовленные из этой бронзы, обладают
большей циклической прочностью (долговечностью) и меньшим ги-
стерезисом.
Режим термической обработки бронзы БНТ1,9 такой же, как и
бронзы Бр. Б2,5; необходимо отметить также малую чувствитель-
ность ее к условиям термической обработки и более дешевую стои-
мость, чем бронзы Бр,Б2,5.
Продолжительность отпуска хромистой бронзы Х0,5 принимают
равной 6 час. (табл. 94).
Никель подвергается отжигу. В зависимости от требований от-
жиг производят как окислительный, так и безокислительный—свет-
лый. Температура отжига никеля находится в пределах 750—900°С.
В отожженном виде никель имеет%=50 кг/мм2, $=40%, НБ =70—90.
Безокислительный отжиг никеля производится в атмосфере осу-
шенного водорода генераторного газа, диссоциированного аммиака
и др. В случае отсутствия газовой защитной атмосферы безокисли-
тельный отжиг производится следующим образом: детали или мате-
риал, подлежащий отжигу, закладывают в котлы или ящики (чугун-
ные или стальные), добавляют небольшое количество древесного
угля, закрывают крышками, швы тщательно, обмазывают глиной с
шамотом и загружают в печь. После окончания отжига пакеты не
раскрывают до охлаждения.
При отжиге проволоки в бунтах, во избежание слипания витков,
ее перед упаковкой погружают в раствор мела в воде и высу-
шивают. *
Сплавы никеля. Химический состав никелевых и медноникелевых
сплавов также легко определить по марке сплава. Если в сплаве
основным элементом является никель, то первая буква марки сплава
будет «Н», а если основным элементом является медь, .первая буква
марки сплава будет «М». Последующие буквы и цифры определяют
наименование элементов и процентное содержание их в сплаве.
Таблица 94
Ориентировочный режим закалки и отпуска бронз
Наименование бронзы Марка Закалка Отпуск Твердость по Бринелю
Темпера- тура на- грева в °C Охлажда- ющая среда Темпера- тура на- грева в °C
Алюминиевожеле- Бр. АЖ
зная 9—4 850 Вода 350
Алюминиевомарган- Бр. АМц 800
цевая Алюминиевожеле- 9—2 То же 400 150-187
зномарганце- Бр. АЖ№
вая Ю-3—1,5 830—860 » 300-350 207—285
Алюминиевожеле- Бр. АЖН
зноникелевая . . Ю—4—4 980 » 400 до 400
Хромистая .... Бр. Х0,5 950—1000 » 400 —
Куниаль Бр. НА )
14—3 900 Воздух 260
Бр. НА или вода 500 210
6—1,5 J
Бериллиевая. . . Бр. Б2 Бр. Б2,5 БНТ1,7 760—780 Вода 310—330* Не менее 300
БНТ1,9 ‘
Кремненикелевая Бр. КН
1—3 850 То же 450 150-200
*Для мембран 290—310°С.
Примеры:
Сплавы никелевые:
1. Алюмель НМц АК 2—2—1. В этом сплаве среднее содержание
марганца 2%, алюминия 2%, кремния 1%, а остальные 95% нике-
ля и кобальта.
2. Хромель НХ 9,5. В этом сплаве среднее содержание хрома
9,5%, остальное—никель и кобальт.
Сплавы медноникелевые:
1. Копель МНМц 43—0,5. В этом сплаве среднее содержание ни-
келя 43%, марганца 0,5%, а остальное медь.
2. Куниаль МНА 13—3. В этом сплаве среднее^ содержание ни-
келя 13%, алюминия 3%, а остальное медь.
Безокислительный отжиг никелевых и медноникелевых сплавов
производится по такому же способу, как и никеля (табл. 95).
Медноникелевые сплавы куниаль «А» МНА 13—3 и куниаль «Б»
МНА 6—0,5 упрочняются термической обработкой по следующему
Таблица 95
Режимы отжига и примерные механические свойства никелевых и медноникелевых сплавов
Наименование сплавов Марки сплавов Температура в °C Примерные механические
Предел проч- ности в кг/мм2 Удлинение в % Твердость по Бринелю
Никель марганцовистый То же НМц 2,5 НМц 5 900 800—850 50 Не более 75 40 Не менее 18 147
Монель НМЖМц 28—2,5—1,5 800—850 45—50 » 35 120-130
Хромель . . . НХ9,5 и НХ9 850—900 60—70 35—40 150—200
Алюмель НМц АК 2—2—1 900—950 56 36 130
Мельхиор МНЖМц 30—0,8—1 780—810 38—40 23—28 60—70
Мельхиор МН 19 600—780 40 35 70
Нейзильбер ' МНЦ 15—20 700—750 38—45 35—45 70
Нейзильбер свинцовистый .... Медноникелевый сплав МНЦС 17—18—1,8 МН 5 750 650 40 40 82 38
Сплав ТП МН 0,6 500 25—30 До 50 50—60
Сплав ТБ МН 16 750—760 39 26 70
Копель МНМц 43—0,5 800—850 40 35 85—90
Константан МНМц 40—1,5 800—850 40—50 30 75—90
Манганин МНМц 3—12 700—750 40—55 30 120
Нихром Х20Н80 850—900 40 50
Ферронихром Х15Н60 750—850 64 28—30 160
режиму: закалка с 900° в воду и отпуск при 500° в течение двух
часов. Механические свойства после этой обработки таковы:
МН А 13—3 МНА6—1,5
Предел прочности в кг{ммг 90—95 65—75
Удлинение в %............ 5 7
Твердость по Бринелю . . . 260 210
Низкотемпературный отжиг никеля и его сплавов для снятия
внутренних напряжений производится в интервале температур
250—300°С.
Магниевые сплавы. Магниевые сплавы как литейные, так и де-
формируемые (табл. 96) подвергаются разным видам термической
обработки, назначения которых указаны в табл. 97.
Таблица 96
Химический состав промышленных магниевых сплавов
Химический состав в %
Марка сплава Алюминий Цинк Марганец Кремний Магний
МЛ1 Литейные сплавы 1-1,5
МЛ2 — — 1—2 —
МЛЗ 2,5—3,5 0,5-1,5 0,15—0,5 —
МЛ4 5-7 2-3 0,15—0,5 —
МЛ5 7,5—9,3 0,2—0,8 0,15—0,5 —
МЛ6 9—11 До 2,0' 0,1—0,5 — а> о
МА1 Дес^ формируемые сплавы 1,3—2,5 т а л ь н
МА2 3—4 0,2-0,8 0,15-0,5 CJ
МАЗ 5,5—7 0,5—1,5 0,15—0,5 — О
МА4 6,5-8 2,5-3,5 0,15—0,5 —
МА5 7,8—9,2 0,2-0,8 0,15—0,5 —
МА8 — — 1,5—2,5 Церий 0,15—0,5
Таблица 97
Условные обозначения, назначения и виды термической обработки,
применяемые для магниевых сплавов
Условное обозначе- ние Назначение Вид термической обработки
Т2 Снятие внутренних напряжений, сня- Отжиг
тие наклепа и повышение пла-
стичности
Т4 Повышение механических свойств Закалка
Тб Повышение предела текучести Закалка и старение
Термическую обработку ведут в печах следующих типов: шахт-
ных, вакуумных, камерных и ваннах (в смеси бихроматов калия и
натрия).
Для защиты от окисления нагрев изделий рекомендуется вести в
защитной газовой атмосфере, состоящей из смеси воздуха с 0,7—
1% сернистого газа. При отсутствии сернистого газа защитная ат-
мосфера создается путем заброса в печь сернистого колчедана из
расчета 3—4 кг сернистого колчедана на 0,7—1 т веса деталей.
Точность автоматического регулирования температуры печей
должна быть обеспечена в пределах ± 5°С,
Нагрев массивных изделий, во избежание возможного оплавле-
ния, следует вести в два приема: сначала до температуры 330—
340° или 360—370°С в зависимости от температуры закалки и пос-
ле выдержки в течение 2—4 час. нагревать до окончательной темпе-
ратуры. Большие выдержки при нагреве при термической обработке
необходимы в связи с весьма медленным протеканием процесса
диффузии (табл. 98).
Во избежание появления трещин при закалке не рекомендуется
применение холодной воды.
Ввиду того, что магниевые сплавы огнеопасны, термическую об-
работку их следует производить при тщательном контроле темпера-
тур. Превышение требуемой температуры недопустимо. Подаваемые
для термической обработки изделия должны быть очищены от маг-
ниевой пыли, стружки, заусенцев, жира и масла.
Виды брака при термической обработке магниевых сплавов при-
ведены в табл. 99.
Алюминий и его сплавы. Термическая обработка алюминия за-
ключается в отжиге при температуре 370—400°С с охлаждением
на воздухе. После отжига предел прочности составляет = 8 —
—10 кг/мм2, удлинение & = 40 — 45% и НБ = 20.
В случаях, когда требуется только уничтожить напряжения, алю-
миний подвергают отжигу при 150°С.
Различают два типа сплавов алюминия: деформируемые и ли-
тейные.
Деформируемые алюминиевые сплавы разделяются на две груп-
пы: 1) сплавы, термически не упрочняемые; 2) сплавы, термически
упрочняемые (табл. 100).
Хорошую пластичность сплавы алюминия приобретают в резуль-
тате отжига в селитровых ваннах в течение 20—30 мин. или в
электропечах в воздушной среде в течение 1—2 час. Продолжи-
тельность нагрева приведена в табл. 101, а температуры отжига в
табл. 102.
Наибольшие пластические свойства и наименьшая твердость дос-
тигается в алюминиевых сплавах после отжига в течение 30 мин.
при 420° с последующим остыванием с печью со скоростью 30° в
час до 280°, а затем на воздухе.
Нагрев алюминиевых сплавов для упрочнения производится в
тех же печах. Повышение верхнего предела закалочных темпера-
тур может привести к пережогу, характерными признаками которого
являются резкое потемнение поверхности, появление пузырей и
трещин.
Температура воды при закалке не менее 30°С. С увеличением
объема деталей и их сложности рекомендуется повышать темпера-
Марка
сплава
Таблица 98
10 Рекомендуемые режимы термической обработки магниевых сплавов в электропечах с воздушной средой и ориентиро*
вочные механические свойства (в основном наименьшие)
Условные обозначения термической обработки Отжиг и закалка Старение Механические свойства
Температура нагрева в °C Выдержка в час. Охлаждающая среда Температура нагрева в °C Выдержка в час. Охлаждаю- щая среда S ч о S <и as tc S' Хг Q. ° У С к « Удлинение в % не менее Твердость по Бри- нелю
А. Литейные сплавы
МЛ1 Т2 200—250 3—5 С печью 9 2 40
МЛ2 Т2 200—250 3—5 То же — — — 9 3 30
МЛЗ Т2 170—250 3—5 » — — — 16 6 40
МЛ4 Т2 170—250 3—5 » — — 16 3 50
Т4 375—385 8—16 Воздух — — — 21 4 55
Тб 375—385 8—16 То же 170—180 16 Воздух 22 2 60
МЛ5 Т2 170—250 2—3 » 15 2 50
Т4 410—420 8—16 » — — — 21 4 50
Тб 410—420 8—16 » 170—180 16 Воздух 22 2 60
или
195—205 8 То же
МЛ6 Т2 170—250 3—5 С печью — — — 15 1 50
Т4 405—415 24—32 Воздух — — — 21 3 60
Тб 405—415 24—32 То же 185—195 4—8 Воздух 21 1 65
Марка сплавов Условные обозначения термической обработки Отжиг и закалка Старение Механические свойства
Температура нагрева в °C Выдержка в час. Охлаждающая среда Температура нагрева в°С Выдержка в час. Охлаждаю- щая среда Предел прочности в кг/мм2 Удлинение в % не менее Твердость по Бри- нелю
Б. Деформируемые сплавы
МА1 Т2 340—400 3—5 Воздух — — — — — —
МА2 Т2 до 400 3-5 То же — — — 24 5 45
МАЗ Т2 320-380 4—8 » — — — 26 8 50
МА4 Т2 320—350 4—6 » — — — 34 7 70
Т4 Ступенчатая обработка
.330—340 2—3
375—385 4—10 Горячая вода — — — 35 7 80
МА5 Т2 350—380 3-6 Воздух — — — — — —
Т4 410—420 4-12 Горячая вода — — — 34 15 64
Тб 410—420 4 То же 170—180 16—24 Воздух
МА8 Т2 280—320 2—3 Воздух — — — 25 12 55
213
Примечания. 1. Для отливок МЛ5 с толщиной стенки свыше 12 мм температура закалки 415—425°, а время выдержки 16—24
час. 2. Время выдержки берется без учета нагрева. 3. Время выдержки в указанных'пределах изменяется в зависимости от массы
обрабатываемого металла.
214
Таблица 99
Виды брака при термической обработке магниевых сплавов и меры его предупреждения
Еид брака Внешний вид Способ определения Условия образования Меры предупреждения и исправление
Низкие механи- ческие свой- ства Местное оплав- ление Окисление при нагреве Рост зерна в ли- тых сплавах в процессе тер-, мообработки 1. Выделения на поверх- ности сильно окислив- шихся металлических корольков. 2. Мелкие раковины на поверхности и микро- пустоты во внутренних частях детали Порошок на поверхности детали от серого до черного цвета. После обдувки песком на по- верхности остаются мелкие раковины Светлые пятна на меха- нически обработанной поверхности до и пос- ле оксидирования 1. Испытание механических свойств 2. Просмотр ми- кроструктуры Внешний про- смотр Просмотр мик- роструктуры Внешний осмотр Внешний осмотр Низкая температура на- грева при закалке или недостаточная продол- жительность выдержки 1. Грубая литая структу- ра 2. Быстрый подъем тем- пературы при закалке 3. Неравномерная темпе- ратура в печи 1. Перегрев или нерав- номерная температура в печи 2. Подсос воздуха 3. Попадание паров воды в печь В процессе литья Контроль работы печи Исправление повторной термообработкой при строгом соблюдении ре- жима 1. Нагрев с предваритель- ным подогревом 2. Проверка пирометров, обслуживающих печь 3. Понижение температу- ры термообработки на 5—10°С Те же, что и при оплав- лении, а также созда- ние защитной атмосфе- ры Предварительный, перед закалкой, нагрев до 300°С в течение 1—2 часа для снятия внут- ренних напряжений
Таблица 100
Составы алюминиевых деформируемых сплавов
Марка сплава Химический состав в %
Медь Магний Марганец Кремний Прочие Алю- миний
АМц 1,о—1,6 —.
АМг — 2,0—2,8 0,15—0,35 — —
АМг5п — 4,7—5,7 0,2—0,6 — —
Д1 3,8—4,8 0,4-0,8 0,4—0,8 — —.
Д6 4,6—5,2 0,65—1,0 0,5—1,0 — —
Д7 3,0—4,0 0,25—0,5 0,25—0,5 — —
Д16 3,8—4,9 1,2—1,8 0,3—0,9 •—- —
Д1п 3,8—4,5 0,4—0,8 0,4—0,8 — —
дзп 2,6-3,5 0,3-0,7 0,3—0,7 — —
Д16П 3,8-4,5 1,2—1,6 0,3—0,7 — —
Д18П 2,2—3,0 0,2—0,5 — — —
АВ 0,2—0,6 0,45—0,9 0,15—0,35 0,5—1,2 —
АК — — — 4,5—6,0 — ф
АК2 3,5—4,5 0,4—0,8 0,5—1,0 Никель 1,8—2,3, железо 0,5—1,0 а Л ьно
АК4 1,9—2,5 1,4—1,8 0,5-1,2 Никель 1,0-1,5, железо 1,1—1,6, Ост
АК4-1 1,9—2,5 1,4—1,8 Никель 1-1,5, железо 1,1—1,6
АК6 1,8—2,6 0,4—0,8 0,4—0,8 0,7—1,2 —
АК8 3,9—4,8 0,4—0,8 0,4—1,0 0,6—1,2 —
АЛД —• 0,5—0,9 — 0,8—1,0 Железо 0,2-0,5,
Д12 .— 0,8-1,3 0,9—1,4 — —
В95 1,4—2,0 1,8-2,8 0,2—0,6^ — Цинк 6,0, хром 0,2
Примечание. В марках АМг и АВ марганец может быть заменен хромом в
том же количестве.
туру воды, доводя ее до 70—80°. Повышение температуры воды
уменьшает трещинообразование и коробление.
Промежуток времени между выемкой из печи и погружением в
воду должен быть не более 20—30 сек.
Детали, нагревавшиеся в селитровой ванне, после закалки надо
хорошо промыть и протереть тряпками. После закалки алюминие-
вые сплавы несколько упрочняются, но все же остаются настолько
пластичными, что допускают возможность деформирования изделия.
Через некоторый промежуток времени сплав начинает стареть.
Промежуток времени между закалкой и началом старения приведен
Примерная прэдолжительность нагрева при закалке алюминиевых
_______________деформируемых сплавов в мин.
Оборудование для нагрева Толщина или диаметр материала в мм
До 0,8 0,8—2,5 2,5—5,0 5—12 12-20 20-50 8 о 8 о
Селитровая ванна Воздушная элек- 8 10 12 15 30 40—60 60 70 80 90
тропечь . . . 12 20—30 40 80 90 ПО 130 130 180 180
Примечания. 1. Время выдержки считается с того момента, когда печь после
загрузки достигла требуемой температуры. 2. Выдержка считается по наиболь-
шему сечению детали. 3. Излишняя выдержка плакированных сплавов вредно от-
ражается на свойствах плакированного слоя. 4. В случае повторной закалки вре-
мя нагрева надо сократить вдвое.
в табл. 104. Старение ускоряют путем отпуска при 150—170°С в те-
чение 6—12 час.
Свежезакаленное состояние изделий можно сохранять, выдер-
живая их после закалки при температуре от 0 до —20°С.
Закаленный и состаренный дюралюмин можно привести в све-
жезакаленное состояние путем кратковременного нагрева (0,5—
1 мин.) при температуре 240—260°С. После произведенной операции
(штамповка и пр.) сплав вновь стареет.
Алюминиевые литейные сплавы. Алюминиевые литейные сплавы
(табл. 103) в зависимости от требований подвергаются термической
обработке, условные обозначения которой и назначение представле-
ны в табл. 105.
При термической обработке литых сплавов, вследствие весьма
грубой структуры, применяются длительные нагревы. Нагревая при
закалке в соляных ваннах детали сложной формы, их предвари-
тельно подогревают в электропечах до 300—350°С (табл. 106).
При обработке алюминиевых, а также магниевых сплавов в пе-
чах с воздушной средой для обеспечения равномерности нагрева
следует применять печи с принудительным перемешиванием атмо-
сферы печи (типа ПН-31 и др.).
Алюминиевые литейные сплавы с высоким содержанием магния
(АЛ8) из-за опасности возгорания следует нагревать под закалку
в воздушных печах, а не в селитровых ваннах. Период между вы-
емкой из печи и охлаждением должен быть наименьшим. Чем слож-
нее деталь, тем выше следует применять температуру охлаждающей
среды.
Титан и сплавы титана. Все большее применение в промышлен-
ности приобретают титан и его сплавы (табл. 107). При небольшом
удельном весе (4,5) титан обладает высокими характеристиками
прочности и пластичности.
Титан и его сплавы при холодном деформировании (штамповка и
пр.) сильно наклепываются и для возвращения пластичности их
отжигают в воздушной атмосфере или в вакууме. Температура от-
жига колеблется в пределах 600—700°, а выдержка от 15 мин. до
1 час. Температуру нагрева и время выдержки следует выбирать в
зависимости от отжигаемого изделия, Технический титан отжигается
217
Таблица 102
Режимы термической обработки и типичные механические свойства деформируемых алюминиевых сплавов
Марка сплава Отжиг Закалка Старение Механические свойства
Температура нагрева в °C Охлажда- ющая среда Темпера- тура наг- рева в °C Охлажда- ющая среда Темпера- тура наг- рева в °C Время выдержки Предел прочности в кг 1мм2 Удлине- ние в % Твердость по Бри- нелю
АМц 350—410 Воздух ИЛИ Не применяется 13 20' 30
— вода
АМг 350—410 То же То же 20 23 45
АМг5п 340—370 Воздух 27 23 70
Д1 340—370 То же — — — 21 18 45
— — 495—510 Вода 15—20 4 суток 42 18 100
Д6 340—370 Воздух — — — — 22 15 50
— — 497—503 Вода 15—20 4 суток 46 15 105
Д18 340—370 Воздух — — — — 21 18 42
— — 495—505 Вода 15—20 4 суток 47 17 105
дзп 340—370 Воздух — — — — 17 20 45
— — 490-500 Вода 15—20 4 суток 34 20 80
Д18Г1 340—370 Воздух — — — — 16 24 38
— — 490—505 Вода 15—20 4 суток 30 24 70
АВ 340—370 Воздух — — — — 13 24 30
(авиаль) — — 515-530 Вода 150—160 6 час 33 12 95
to
GO
Продолжение табл. 102
Марка сплава Отжиг Закалка Старение Механические свойства
Температура нагрева в °C Охлажда- ющая среда Темпера- тура наг- рева в °C Охлажда- ющая среда Темпера- тура наг- рева в °C Время выдержки Предел прочности в кг/мм2 Удлине- ние в % Твердость по Бри- нелю
АК Не подвергается
АК2 350—460 Воздух — — — — — — —
— — 510-520 Вода 165-175 15—18 час. 42 13 100
АК4 350-460 Воздух — — — — — — —
— — 525—540 Вода 165-175 15—18 час. 44 10 но
АК6 350—460 Воздух — — — — — — —
— — 505—515 Вода 150—160 12—15 час. 42 13 105
АК8 350—460 Воздух — — — — — — —
- 495—505 Вода 175—185 5—8 час. 49 13 130
АК9 520—535 Вода 130—160 5 час. 39 10 115
В95 420-440 Воздух — — — — 26 13 —
—- — 465—475 Вода 120—125 24 час. 55 16 150
Таблица 103
Химический состав алюминиевых литейных сплавов (ГОСТ 2685-53)
Марка спла- вов Химический состав в %
Кремний Медь Магний Марганец Прочие элементы Алю- миний
АЛ1 — 3,75—4,5 1,25—1,75 — Никель 1,75—2,25
АЛ2 10,0—13,0 — — — —
АЛЗ 4,0—6,0 1,5—3,5 0,2—0,8 0,2-0,8 —
АЛ4 8,0—10,5 — 0,17—0,30 0,25—0,5 —
АЛ5 4,5—5,5 1,0—1,5 0,35—0,6 — —
АЛ6 4,6—6,0 2,0—3,0 — — —
АЛ7 — 4,0—5,0 — — —
АЛ 8 — — 9,5—11,5 — —
АЛ9 6,0—8,0 — 0,2—0,4 — —
АЛ 10В 4,0—6,0 5,0—8,0 0,2—0,5 — —• а> о
АЛ11 6,0—8,0 — 0,1—0,3 — Цинк 10,0—14,0 а л ь н
АЛ12 — 9,0—11,0 — — — О ci
АЛ 13 0,8—1,3 — 4,5—5,5 0,1—0,4 —
АЛ 14В 6,0—8,0 1,5—3,0 0,2-0,6 0,2—0,6 —
АЛ 15В 3,0—5,0 3,5—5,0 — 0,2—0,6 —
АЛ 16В 3,0-5,0 2,0—4,0 — 0,2—0,5 Цинк 2,0—4,0
АЛ 17В 3,0—5,0 1,5—3,5 — - 0,2—0,6 Цинк 4,0—7,0
АЛ 18В 1,5-2,5 7,5—9,5 — 0,3—0,8 Железо 1,0-1,8
ВИ-11-3 0,8—1,5 — 10,5—13,0 — Бериллий 0,07 Титан 0,07
Примечание. Буква В в конце марки сплава указывает, что отливки изготов-
ляются из литейных алюминиевых сплавов в чушках.
Время сохранения пластичного состояния алюминиевых
деформируемых сплавов после закалки в час
Марка сплава Время d часах Марка сплава Время в часах
Д1 2—3 АВ 2—3
Д6 1,5 АК6 2—3
Д16 1,5 АК8 2—3
АК4 2—3 В95 6
АК4-1 2—3
Таблица 105
Условные обозначения, виды и назначения термической
обработки алюминиевых литейных сплавов
Условные обозначе- ния Вид Назначение
Т1 Старение при тем- пературе до 200°С Для деталей небольшой нагружен- ности, быстро охлажденных при отливке
T9 Отжиг при темпе- ратуре до 300°С Стабилизация размеров изделий и сня- тие напряжений
Т4 Закалка Повышение пластичности
Т5 Закалка и частич- ное старение Увеличение прочности и предела те- кучести
Тб Закалка и полное старение до макси- мальной твердости Достижения наибольшей прочности и предела текучести
Т7 Закалка и стаби- лизирующий отпуск при температуре свыше 200°С Для деталей, работающих при повы- шенных температурах
Т8 Закалка и смягча- ющий отпуск при температуре свыше 300°С Для мелких деталей, требующих по- вышенной пластичности при высоком содержании в сплаве магния
при более низких температурах, а сплавы титана при более вы-
сокой. Готовые изделия и листы отжигаются при более низкой
температуре и меньших выдержках, чем полуфабрикаты и массив-
ные изделия. Длительные выдержки, в особенности при высоких
температурах, приводят к образованию окалины и появлению хруп-
кости. При применении вакуумного отжига температура отжига мо-
жет быть повышена до 700—750°С.
Титановые сплавы, предназначенные для работы при повышенных
температурах (ВТЗ и т. п.), для предотвращения появления хруп-
кости во время работы изделия подвергаются стабилизации при тем--
пературах порядка 700—750° с выдержкой в течение 2—4 часов.
to
to
Режимы термической обработки алюминиевых литейных сплавов для
печей с воздушной средой (рекомендуемые)
Марка сплава Условное обо- значение тер- мообработки Закалка Отжиг, отпуск и старение Механические свойства
Темпера- тура наг- рева в °C Выдержка в час. Охлаждающая среда в °C Темпера- тура наг- рева в °C Выдержка в час. Охлажда- ющая среда Предел прочности в кг!мм2 Относи- тельное удлинение в % Твердость по Бри- нелю
АЛ1 Т5 510—520 2-4 Вода 50—100° или воздух 210—230 2—4 Воздух 20 0,5 95
АЛ2 Т2 — — — 280-300 2—4 Печь до 50—80°, за- тем воздух 16 4 50
АЛЗ Т1 Т2 — — 175—185 280—300 5 2-4 Воздух » 17 12 1 70 65
Тб 510—520 5—12 Вода 50—100° 170—180 5 » 21 — 75
Т7 510—520 4—6 Вода 50—100° 225—235 5 » 20 1 70
Т8 510-520 4—6 Вода 50—100° 325—335 3—5 » 18 2 65
АЛ4 Т1 . — — 170—180 5-15 » 20 1,5 70
Тб 530—540 5—8 Вода 50—100° 170—180 15 » 23 3 70
АЛ5 Т1 — — — 175—185 5—10 » 16 — 65
Тб 520—530 5—8 Вода 50—100° 175—185 5 » 20 0,5 70
Т7 520—530 5-8 Вода 50-100° 225—235 5 » 18 1 65
АЛ 6 Т2 280—300 3 » 15 1 45
АЛ7 Т4 520—530 10—15 Вода 50—100° — — — 20 6 60
Т5 520—530 10-15 Вода 50—100° 145-155 2-4 Воздух 22 3 70
Марка сплава Условное обо- значение тер- мообработки Закалка Отжиг, отпуск и старение Механические свойства
Темпера- тура наг- рева в °C Выдержка в час. Охлаждающая среда в °C Темпера- тура наг- рева в °C Выдержка в час. Охлажда- ющая среда Предел прочности в кг/мм2 Относи- тельное удлинение в % Твердость по Бри- нелю
АЛ8 Т4 430—440 10—12 Вода или масло 50—100° 28 9 60
АЛ9 Т4 530—540 5—12 Вода 50—100° — — — 18 4 50
Т5 530—540 5—12 Вода 50—100° 145-155 3—6 Воздух 20 2 60
АЛ 10В Т1 — — 175—185 — — 17 — 90
Тб 530—545 2—6 Вода 50—100° 170—180 15 Воздух 13 — 80
АЛ11 Т2 — 280—300 3 — 20 2 80
АЛ12 АЛ 13 Тб 530—545 Не 2—6 •. при. Вода 50—100° меняется — — 17 100
АЛ14В Т5 — — — — 20 0,5 85
АЛ 15В Т5 — — — — —— — 20 — 80
АЛ 16В Т5 — — — — — — 20 — 70
АЛ17В АЛ 18В Т5 Не > при меняется 20 75
ВИ-11-3 Т4 420—430 |10—24 | Вода 20—100° — — — 25 4 75
Примечание. Механические свойства термически обработанных сплавов, кроме АЛЗ и АЛ12, даны для отливок в семлю.
Прочностные характеристики для отливок в кокиль более высокие.
Таблица 107
Химический состав и механические свойства титана и его сплавов
Марка сплава Наименование Механические свойства
Предел прочности в кг!'мм2 Удлинение в % Сжатие в %
ВТ1Д-1 Технический титан 45-60 25—30 50
ВТ1Д-2 То же 55-75 20—25 45
ВТЗ Сплавы Хром — 3%; алюминий — 5% 95 10 35
ВТ5 Алюминий — 5% 80 12 30
ВТ6 Алюминий— 6% Ванадий — 4% 95 10 30
Возможно применение термической обработки для придания
сплавам наибольшей прочности или наибольшей пластичности. Для
первого случая сплав нагревают до температуры закалки, после
чего охлаждают в воде и производят старение, а для придания на-
ибольшей пластичности сплав от температуры закалки медленно
охлаждают.
Цинк для умягчения подвергается отжигу при 50—100°. После
отжига механические свойства цинка: а. = 7 — 10 кг/мм2- Ь = 10 —
-20%.
Серебро и сплав серебра с платиной отжигаются при 650—700°
с охлаждением в воде (лучше подкисленной).
Глава IX
КОВКА ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
В данной главе рассматриваются условия нагрева, ковки и охла-
ждения поковок из проката черных и цветных металлов.
1. Ковка стали
Скорость нагрева. Нагрев заготовок под ковку, как правило,
следует производить с наибольшей скоростью, включая нагрев то-
ками высокой частоты. При быстром нагреве повышается пропуск-
ная способность печей и уменьшается слой окалины. Замедленный
нагрев под ковку применяют для сталей, обладающих пониженной
теплопроводностью, а именно:
1. Для среднелегированных и высоколегированных сталей се-
чением выше 50 мм. Под среднелегированными сталями следует
понимать сталь с общим содержанием легирующих элементов свыше
2,5%, а под высоколегированными—с содержанием легирующих
элементов свыше 10%.
2. Для легированных сталей с повышенным содержанием угле-
рода и высокоуглеродистых сталей сечением выше 160 мм.
3. Для сталей, находящихся в напряженном состоянии. Медлен-
ный нагрев большей частью осуществляется путем загрузки заго-
товок в зону самого малого нагрева — обычно возле дверки печи с
постепенным проталкиванием в зону высокого нагрева. При всех
условиях необходимо следить, чтобы нагрев был равномерным,
без резких перегревов какой-либо части поковки. Следует избе-
гать загрузки заготовок в печь навалом, а распределять их равно-
мерно.
Интервалы ковочных температур и режимы охлаждения поковок
приведены в табл. 108. В указанных пределах ковочных температур
сталь обладает наилучшей пластичностью.
Превышение температуры в начале ковки ведет к перегреву и
пережогу металла. Окончание ковки при температурах, значитель-
но превышающих указанные в таблице, ведет к росту зерен,
образованию цементитной сетки и повышению хрупкости стали.
В случае окончания ковки при температурах ниже указанных в
таблице, сталь наклепывается и возможно образование трещит-
Скорость охлаждения, указанная в таблице, должна обеспе-
чить наилучшую структуру поковок. Весьма медленное охлажде-
ние высокоуглеродистых сталей даже от нормальной температуры
может привести к образованию цементитной сетки. Поэтому такие
стали охлаждают на воздухе, ориентируясь цветом каления, до
700°, а затем более медленно. Практически таким способом охлаж-
оо Ориентировочная таблица температур начала и конца ковки и режимов охлаждения стальных поковок
СП Марки стали Температура н °C Режим охлаждения для размеров в мм
Начало ковки Конец ковки до 50 51-100 101—200 201—300
Конструкционная углеродистая сталь
Ст. 0, Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, 10, 15 Ст. 4, Ст. 5, 20, 25 , 1300 700 На воздухе
30, 35 Ст. 6, Ст. 7, 40, 45, 1250 750 То же
50, 55, 60 1200 750
15Г 1250 800 »
20Г, ЗОГ, 10Г2 1230 800 »
40Г, 50Г, 60Г, 65Г 1200 800 На воздухе | В штабеле | В колодце
ЗОГ, 35Г2, 40Г2 1200 800 То же
45Г2, 50Г2 1180 800 »
225
Конструкционная легированная сталь
15Х, 20Х 1220 800 На воздухе
зох 1220 800 На воздухе | В штабеле | В колодце
35X, 38ХА, 40Х, 45Х,
50Х,20ХЗ 1200 800 То же
15ХФ, 20ХФ 1250 800 На воздухе 1 В штабеле 1 В колодце
40ХФ, 50ХФ 1230 800 На воздухе | В штабеле | В колодце | С печью
12М, 15М, 20М 1260 800 На воздухе
30М, ЗОХМА 1180 800 На воздухе | В штабеле | В колодце
Марки стали Температура в °C
Начало ковки Конец ковки
12ХМ, 15ХМ, 20ХМ 1200 800
35ХМ, 35Х2М 1180 800
ЗЗХС, 37ХС, 40ХС 1200 850
15ХГ, 20ХГ 1200 800
40ХГ, 50ХГ 1150 850
35ХГ2 1170 800
18ХГТ, 18ХГМ 1180 800
40ХГМ, 55С2, 60С2 1200 825
27СГ 1240 800
35СГ 1200 800
20ХГС, 25ХГС 1220 800
ЗОХГС,35ХГС 1180 800
ЗОХГСНА 1180 850
25Н 1220 750
ЗОН 1200 750
20ХН 1200 800
40ХН, 45ХН, 50ХН 1180 850
12ХН2, 12ХНЗ 1180 800
20ХНЗ, ЗОХНЗА 1170 850
37XH3A 1160 800
12Х2Н4- 1160 800
20Х2Н4 1160 850
35ХЮА,' 38ХМЮА 1100 800—850
35ХМФА 1160 850
25Х2МФА 1180 850
13ХНВА 12С0 820
18лНВА, 18ХНМА 1180 820
Режим охлаждения для размеров в мм
до 50 51—100 101-200 201-300
На воздухе На воздухе | В штабеле На воздухе То На воздухе | В штабеле | То На воздухе На воздухе | В штабеле На воздухе То На воздухе 1 В штабеле В штабеле | В koj На воздухе То На воздухе На воздухе | В штабеле На воздухе То На воздухе 1 В штабеле На воздухе | На воздухе То На воздухе | В штабеле То В штабеле В колодце В штабеле же В колодце же В штабеле В колодце В штабеле же » | В колодце юдце | В штабеле же В штабеле В колодце В штабеле же 1 В колодце । 1 В штабеле । же | В колодце же В колодце С печью В колодце ( С печью В колодце С печью В колодце 1 С печью С печью 1 В колодце В колодце С печью В колодце I С печью | В колодце | С печью
В колодце 1 С печью
То же
Марки стали Температура в °C Режим охлаждения для размеров в мм
Начало ковки Конец ковки до 50 51—100 101—200 201—300
25ХНВА 1180 850 В колодце 1 С печью
12Х2НЗМА, 18Х2Н4МА 1180 850 То же
ЗЗХНЗМА 1180 850 »
40ХНМ 1150 850 На воздухе | В штабеле | В колодце I С печью
30ХН2МФА, 45ХНМФА 1180 850 В колодце С печью
13Н2А, 13Н5А, 21Н5А 1160 800 На воздухе | В штабеле | В колодце 1 1 С печью
Шарикоподшипниковая сталь
227
ШХ6, ШХ9, ШХ12, ШХ15 1110 850 На воздухе до 700°
ШХ15СГ 1080 880 а затем в колодце
Износоустойчивая сталь
Г13 1150 900 На воздухе
Нержавеющие, жаропрочные стали
1X13 1150 850 С печью
2X13 1150 900 То же
3X13, 4X13 1120 900 »
XI7, Х25, Х28 1050 820 На воздухе
Х18 1050 950 С печью
Продолжение табл. 108
Марки стали Температура в °C Режим охлаждения для размеров в мм
Начало ковки Конец ковки до 50 51 — 100 101—200 201—300
ОХ18Н9, 1Х18Н9, 2Х18Н9 Х23Н13 Х23Н18 Х9С2 Х5М Х13Н7С2 Х18Ч25С2 1Х18Н9Т Х18Н11Б Х17Н2 Х6СМ, Х7СМ, Х10С2М 4Х14Н14В2М Х14Н14СВ2М 1200 1200 1180 1200 1180 1100 1150 1150 1150 1150 1180 1160 1100 850 850 850 900 850 850 900 900 900 900 800 850 850 На воздухе То же » С печью То же » На воздухе То же » С печью То же На воздухе То же
Инструментальная углеродистая сталь
У7, У7А ИЗО 800 На воздухе 1 В штабелях! В колодцах
У8, У8А 1120 800 То же
У9, Ь 9А 1100 800 На воздухе до 700°, а затем в колодце
У10, У10А 1100 820 То же
УН, У11А, У12, У12А 1080 820 »
У13, У13А 1080 820 »
Инструментальная легированная сталь
7X3 1150 820 На воздухе до 700°, а затем в колодце
8X3 1110 820 То же
9Х, X, ХО9 1120 800
Марки стали Температура в °C Режим охлаждения для размеров в мм
Начало ковки Конец ковки до 50 51—100 101—200 .01—300
ХО5 1120 830 На воздухе до 700°, а затем в колодце
М2, Х12М 1100 860 В колодцах или с печью
Х12Ф1 1120 860 То же
Ф 1120 840 На воздухе до 700°, а затем в колодце
В1 1120 800 То же
ХГ 1100 830 На воздухе до 700°, а затем в колодце
хгс 1080 830 То же
4ХС 1160 800 В штабелях | В колодцах | С печью
6ХС 1160 820 То же
9ХС 1120 840 На воздухе до 700°, а затем в колодце
8 Ф 1100 860 То же
85 Ф 1100 860 »
4дВ2С, 5ХВ2С 1140 800 В штабелях | В колодцах | С печью
6\В2С 1150 820 ’То же
5\БГ 1160 800 »
9ХВГ 1120 820 На воздухе до 700°, а затем в колодце
ХВГ 1100 830 То же
ЗХ2В8 1160 850 >
4X832 1160 850
ХВ5 1100 850
5\НМ 1200 850 В штабелях | В колодцах | С печыо
5ХГМ 1180 800 То же
5ХНТ, 5ХНВ 1180 850
5XHCB, 5XHC 1180 870
Быстрорежущая сталь
Р18, Р9, ЭИ347 1 1160 9С0—950 1 । В колодцах или с печые
дают поковки с тонкими стенками, а также с резкими переходами,
в которых полное охлаждение на воздухе может вызвать образо-
вание трещин.
Крупные и простые по конфигурации поковки из этих сталей
можно охлаждать на воздухе до полного остывания. Во избежа-
ние образования трещин не следует допускать попадания воды на
горячие поковки, не следует их бросать на сырой пол, металличе-
ские плиты или охлаждать на сквозняке. Чем большее содержание
углерода и легирующих примесей в стали, тем более внимательно
’надо относиться к режиму охлаждения. Колодцы или ямы для
‘охлаждения должны быть заполнены песком, золой или шлаком.
;-Поковки высоколегированных сталей рекомендуется охлаждать в
колодца.х с нагретым песком или шлаком, причем каждую поков-
ку следует засыпать отдельно.
Особенности ковки инструментальных и высоколегированных
конструкционных сталей. Для получения наиболее благоприятной
структуры и наилучших механических свойств проковывать сталь
рекомендуется со всех сторон. Особенно это важно для высоко-
легированных...и быстрорежущих сталей сечением свыше 50 мм с
целью размельчения карбидов и равномерного распределения их по
всей поковке.
Ковку стали рекомендуется начинать частыми, не сильными уда-
рами. По мере охлаждения поковки силу ударов надо увеличивать,
не уменьшая их частоту. Слабые удары в конце ковки могут вызвать
появление трещин; в то же время надо следить, чтобы от сильных
ударов сталь не перегревалась. Правильный режим ковки обеспечит
сквозную деформацию поковки и медленное ее остывание в процессе
ковки. Во избежание образования внутренних трещин не следует
делать большие подачи заготовки за один удар молота. При пере-
ходах ковки не следует допускать появления острых углов. Появив-
шиеся острые углы необходимо немедленно забивать, так как в
подстывших острых углах при последующих ударах молота возмож-
но образование трещин.
В табл. 109 представлены виды брака, возникающие при ковке
стали, и способы их предупреждения.
2. Ковка цветных металлов
В табл. ПО указаны температуры горячей механической обра-
ботки меди и медных сплавов.
В табл. 111 приведены температурные интервалы ковки алюми-
ниевых деформируемых сплавов. Сплавы Д6 и Д16 являются не
ковочными сплавами. Ковка этих сплавов производится только в
вынужденных случаях и при весьма внимательном отношении к ре-
жиму ковки.
Весь инструмент., применяемый при ковке алюминиевых сплавов,
как-то: бойки, штампы и т. д., должен быть подогрет до 250—350°.
Охлаждать поковки следует в нагретом колодце. Нельзя бросать
их на холодный пол. Во избежание прилипания сплавов к штампу,
надо поверхность штампа смазывать смазкой, состоящей из графи-
та— 15—20% и масла (или мазута)—85—80%.
В табл. 112 приведены температурные интервалы горячей меха-
нической обработки никеля и никелевых сплавов.
Виды брака при ковке стали
Характер брака Основные причины образования брака Основные мероприятия по ис- правлению и предупреждению бра^а
Окисление Соединение кислорода печных газов с железом i Применение защитной ат- мосферы в Печах. Быстрый нагрев металла и поддер- жание нормальной темпера- туры ксвочного интервала. При подсчетах принимают нормальный расход на угар — 2% веса металла
Обезуглерожи- вание Соединение кислорода' печных газов с углеродом, i -Кремний, вольфрам, вана- дий, молибден, находя- щиеся в стали, способствуют обезуглероживанию То же
Поверхностные Быстрое сстывзние ме- | 11с допускать быстрого
ре щины талла в процессе его ковки и после ковки । остывания отдельных мест поковки. Забивать острые углы. Во-время подогре- вать поковку, не допускать охлаждения на сквозняке, сыром полу и т. п. При образовании мелких тре- щин немедленно выру- бать их
Внутренние тре- Плохое качество метал Прогревать заготовку
щины (ковочный ла, недостаточная пластич- насквозь. Ковать быстро и
крест) ность сердцевины заготовки. Не энергичная ковка, боль- шая подача поковки за один удар молота сильно. Подачу за один удар молота делать разме- 3 ром,равным примерно диаметра или стороны - квадрата отковываемой заготовки
Карбидная сетка Окончание ковки при вы- сокой температуре. Мед- ленное остывание заэвтек- тсидных сталей от тем- пературы ковки Соблюдение температур ного режима ковки. Ис- правление: нормализация от температуры АСт плюс 23—33°, а затем обычный для данных сталей отжиг
На фтал инистый Окончание ковки быстро- Соблюдение температур-
излом. Характе- рен для быстро- режущих сталей режущей стали при высо- кой температуре ного режима ковки Наблюдение за темпера-
Раскалывание заготовки Пережог металла турой ковки, временем вы- держки
8*
281
Температуры горячей механической обработки
меди и меднык сплавов
Марка Температурный интервал в °C 1 | Марка Температурный интервал в°С
Мгдъ 900—800 Л С 60-1 820—780
JiamyHb ЛС 59—1 780—640
Л 96 850—775 Бронза
Л 90 900-850 Бр. ОФ 6,5—0,4 770-750
Л 80 870—820 Бр. ОФ 4—0,25 780—750
Л 68 850-750 Бр. ОЦ'4—3 750
Л 62 850—750 Бр. А5 880—830
ЛС59 820—730 Бр. А7 880—830
ЛА 77—2 770-720 Бр. АЖ 9—4 850—750
ЛАН 59—3—2 750—700 Бр. АКМц 10—
ЛЖМц 59—1—1 730—680 3 — 1,5 825-775
ЛК *80—3 850—750 Бр. АЖН 10—
Л Мп 58—2 730—680 4—4 900-850
ЛН 65—5 850-750 Бр. АМц 9—2 850—800
ЛО 90—1 900—850 Бр. КМц 3—1 850-800
ЛО 70—1 759-650 Бр. КН—1—3 910—890
ЛО 62—1 750—700 Ер. Мц 5 850—800
Таблица 111
Температура ковки алюминиевых сплавов
Марка Тем leparypa в °C
На ало ковки | Окончание ковки
АК2 470 380
АК4 470 389
А Кб 470 380
АК8 460 400
В95 440 389
Д1 460 409
Д6 459 409
Д16 450 400
В табл. 113 приведены температурные интервалы ковки магние-
вых деформируемых сплавов.
Весь инструмент, применяемый при ковке и штамповке магние-
вых сплавов, должен быть подогрет до 250—320°. Ковку и штам-
повку рекомендуется производить на гидравлических и парогидрав-
лических прессах, дающих малую скорость деформирования.
Температура ковки титана и его сплавов находится в пределах
800—900°. Для того чтобы уменьшить окалинообразование и пре-
дотвратить рост зерен, рекомендуется нагрев под ковку вести в два
приема; сначала до температуры 700—750°, а затем до 900°. Время
пребывания заготовки в печи при высокой температуре должно быть
наименьшим, в среднем не более 30 сек. на 1 мм максимальном тол-
щины заготовки.
Таблица 112
Температура горячей механической обработки никеля
и некоторых ник?левы< сплавоз
Марка Наименование Температурный интервал в °C
НТ Никель технический 1250—1140
НМц 2,5 Никель марганцовис-
тый 1259-1159
НМц5 То же 1159-1 ЮЭ
НМЖМц 2,8—2,5-1,5 Чонель - металл 1159-975
МНЖМц 30—0,8—1 Мельхиор 969—909
МНЮ То же 1039—989
МН5 Медноникелевый сплав ЮОЭ—959
МНА 13-3 Куниаль А 989—759
МНА 6-1,5 Куниаль Б 989—759
Таблица 113
Температура ковки магниегых сплагов
Марка Температура в °C
Начало ковки Окончание ковки
МА1 410 260
МА2 410 230
МАЗ 400 230
МА4 350 ЗОЭ
МА5 385 300
МА8 420 280
Глава X
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОСТАВНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Составной режущий инструмент изготовляется сваркой в стык
быстрорежущей и конструкционной сталей для стержневого инстру-
мента, а также наваркой или напайкой пластин на державки резцов
или в корпуса многолезвийного инструмента. Для державок, хвосто-
виков и корпусов применяют обычно стали 40, 45, 40Х, 45Х. Для
державок тонких отрезных резцов применяют также сталь У7.
Стыковая сварка. Производится на стыковой сварочной машине.
Заготовки должны быть очищены от окалины, грязи и прочих на-
слоений, мешающих хорошему контакту с зажимами сварочной ма-
шины. В табл. 114 приведена примерная длина заготовок, высту-
пающая из зажимов машины, с учетом припуска на оплавление при
сварке. Разница в сечениях свариваемых заготовок должна быть
не более 1 мм. Если разница больше 1 мм, то необходимо большую
заготовку проточить по диаметру меньшей заготовки на длине, рав-
ной примерно трем, четырем припускам на сварку. Переход от боль-
шего размера к шейке должен быть сделан в виде галтели с радиу-
сом не менее 1—2 мм.
Таблица 114
Примерные данные гля глины выступающей части заготовок
и припуска при сварке в стык
Диаметр заго- товки в мм Длина выпуска из зажи- мов .. мм Припуски на сварку в мм
Быстрорежу- щая сталь Конструкцион- ная сталь Быстрорежу- щая сталь Конструкцион- ная сталь
ДО 10 6—8 10—12 3 2
10—20 8-10 12—15 4 2
21—25 10-12 15—18 4 2
26—30 12—14 18-22 4 2
31—35 14-16 22—24 4 3
36—40 16—18 24—28 4 3
41—46 18—20 28—32 5 3
46—50 20—22 32-38 5 3
Если необходимо сварить заготовки большего размера, чем раз-
решает мощность машины, то их высверливают по торцу (фиг. 31)
с тем, чтобы уменьшить площадь сечения, и сваривают. В высвер-
ленной части надо сделать отверстие диаметром 3—5 мм для вы-
Размеры стержневого инструмента с уменьшенной
площадью сечения под сварку
Наименование инструмента Диаметр заготовки в мм Диаметр высверлен- ной части в мм
Концевые фрезы 30—35 14-16
35—45 16-20
45-55 20-25
55-65 25—30
65—75 30—35
75—85 35-40
Сверла, развертки,зенкеры 30—35 14—20
35-45 20—28
45—55 28-35
55—65 35-42
65—75 42—50
75—85 50—56
Фиг. 31. Заготовка большого
сечения, подготовленная к
сварке на машине недостаточ-
ной мощности.
хода газов. В табл. 115 приведены диаметры высверленной части
для разных типов и размеров стержневого инструмента. Сваренные
заготовки, во избежание появления тре-
щин, помещаются в печь, имеющую
температуру 730—760°. После заполне-
ния печи заготовки выдерживаются в
ней до полного прогрева последних за-
готовок. остывают до 500—600°, после
чего выгружаются на воздух или ох-
лаждаются вместе с печью.
Контроль качества сварки произво-
дится после отжига ударом заготовки
из конструкционной стали на расстоя-
нии 5—8 мм от шва об угол массивной
металлической плиты два раза с пово-
ротом на 90е после первого удара. Контроль отжига произво-
дится проверкой твердости по Роквеллу быстрорежущей стали
на расстоянии 2—4 мм от шва. Твердость не должна превышать
^с = 25.
Наварка пластин из быстрорежущей стали производится при по-
мощи сварочных порошков, состав которых приведен в табл. 116.
Сварочные порошки приготовляют путем измельчения ферромарган-
ца и других составляющих в тонкий порошок, просеянный через сито
с диаметром ячейки не более 0,2—0,3 мм. Свариваемые плоскости
державки и пластинки с целью обеспечения прочной приварки дол-
жны быть обработаны, но не шлифованы. Пластинки по размерам
должны, примерно, равняться размеру гнезда державки. Если пла-
стинки хорошо подогнаны по размерам гнезда, то закалку можно
производить непосредственно после сварки, используя сварочный
нагрев. Если же пластинки не соответствуют размерам гнезда,
а 3 особенности, когда онц. больше гнезда, то зо время заточки
возможны прижоги, портящие инструмент, и поэтому такие резцы
следует закаливать после заточки.
Таблица 116
Ссстав сварочных порошков для приварки пластин
быстрорежущей стали
Назначение порошка Ферромарга- нец Мл 1 Бура или стекло Медь
1. Для инструмента, под- вергаемого только за- точке 67—80 33—20 —
2 Для инструмента, в ко- тором сварочный шов подвергается прочей ме- ханической обработке 60—65 15—20 15—20
Напайка пластин твердого сплава. Напайку твердосплавных пла-
стин производят при помощи твердых припоев. В табл. 117 приве-
дены составы припоев, рекомендуемых ВНИИ, и их назначение.
В практике заводов, если изготовление сложных припоев затруднено,
Фиг. 32. Индукторы для нагрева т. в.
а для напайки и наварки пластин на державки резцов;
в — для напайки разверток.
ч.
б — для напайки сверл:
применяют латунь для пайки многолезвийного инструмента и медь
для прочего. Припой применяется в виде фольги, тонкой проволоки,
кусочков, нарезанных из листа или ленты, стружки или опилок.
Для защиты спаиваемых поверхностей от окисления применяют
флюсы, составы которых приведены в табл, 118.
Наибольшее применение получила бура техническая, которую
предварительно прокаливают при 800°С и толкут в мелкий поро-
шок. Хранить прокаленную буру следует в хорошо закупоренной
посуде для того, чтобы она не впитывала в себя влагу из воздуха.
Кроме порошков применяют также водные растворы флюсов,
приготовляемые путем растворения 1 кг флюса в 3—5 л воды. Ин-
струмент (в основном с закрытыми пазами) кипятят в таком раст-
воре перед пайкой в течение нескольких минут.
Спаиваемые плоскости державок и пластин должны быть хорошо
подогнаны друг к другу. Зазор между державкой резца и пластин-
кой не должен превышать 0,05 мм, а между стенками паза в мно-
голезвийном инструменте и пластинкой 0,15 мм. Напайка инструмен-
та производится в горнах, печах, ваннах, контактных сварочных ма-
шинах и установках т. в. ч. Пайка на установках т. в. ч. является
наиболее производительной операцией, выполняемой к тому же в ус-
ловиях высокой производственной культуры.
Рекомендуемые припои для изготовления твердосплавного
инструмента и их назначения
Наименование припоя Марка Химический состав в % (среднее содержание) Температура плавления в °C Рекомендуемое назначение
Медь Мар- ганец Про- чие Цинк 1
Медь Ml 99,9 — — — 1083 Для пайки в печах
Латунь Л62 61,5 — — — 905 Для пайки при электро- нагреве легко нагруженного инструмента группы ВК
Латунь ни- келевая ЛН 58-5 58,5 5,0 — — <1> о X 850 Для пайки тяжело нагру- женного инст- румента груп- пы вк
Латунь марганцовис- тая ЛМц 58—5 58,5 — 4,25 Желе- зо 0,75 Ос т а л ь 850 Для пайки легко нагру- женного инст- румента группы ТК
Латунь ни- келем а рган- цовистая Л НМц 56— —5—5 56,5 4,5 4,5 То же 900 Для пайки тяжело нагру- женного инс- трумента группы ТК
Бронза алю- миниево 1ике- ле марганцо- вистая Бр. А НМц 5—3— —2 90,5 3,0 1,5 Алю- миний 5,0 1100
На фиг. 32 приведены индукторы, применяемые для напайки рез-
цов, а также для многолезвийного инструмента напайкой каждой
пластинки в отдельности. Этот способ не применим для фрез с ма-
лыми расстояниями между пластинками, так как пластины, сосед-
ние с припаиваемой, будут нагреваться до высокой температуры, что
приведет к браку пайки. Ниже приводится способ одновременной на-
пайки многолезвийных фрез с твердосплавными пластинками на
установках т. в. ч.
Рекомендуемые составы флюсов для пайки твердосплавного
инструмента и их назначение
Состав флюса *
Наименование составляющей Количество в % по весу Температура плавления в °C Рекомендуемое назначение
Бура техни- ческая 100 741 При пайке группы ВК медью
Бура техни- ческая Еорная кисло- та 90 10 600—650 При пайке группы ВК припоем с низкой темпе- ратурой плавления
Бура техни- ческая Фтористый ка- лий 70 30 800—850 При пайке группы ТК любыми припоями, а так- же при гайке твердого сплава на хромистые стали
В огнеупорном кирпиче (фиг. 33) крейцмеселем прорубается коль-
цевая канавка по размеру нижнего индуктора. Кирпич 4 с вложен-
ным в эту канавку индуктором 1 устанавливается на столик, за-
крепленный в конусной втулке нижней части гидроподъемника ап-
парата ГЗ-46, или же на любой, смонтированный к другому аппа-
рату, столик.
На кирпич кладется кусок листового асбеста 3, на него фпеза.
подвергнутая предварительно кипячению в растворе флюса, а сверху
индуктор 2, после чего оба индуктора закрепляются в держателе
индуктора.
Во время закрепления верхний индуктор 2 следует немного при-
поднять, чтобы он не касался фрезы. Нижний виток индуктора 2
должен отстоять от фрезы на 2—3 jhjw. Его назначение нагреть корпус
фрезы в непосредственной близости к пластинкам. Пластинки при
этом также нагреваются путем теплопроводности.
Верхний виток индуктора 2 находится над пластинками на рас-
стоянии 8—12 мм. Его назначение совместно с нижним индуктором /
завершить прогрев корпуса и пластинок и расплавить припой.
Скорость прогрева можно регулировать изменением расстояния
между фрезой и витками индуктора. Для нижнего индуктора это
расстояние регулируется толщиной асбестовой прокладки.
Технологический процесс напайки многолезвийных фрез весьма
прост:
1. Фреза кладется между закрепленными индукторами на асбе-
стовую прокладку. Для удобства верхний индуктор слегка при этом
отжимается кверху.
2. Лопаткой дополнительно насыпают вкруговую по пластинкам
флюс.
3. Включают нагрев и прогревают фрезу примерно до 800—900°,
после чего выключают нагрев и кладут пинцетом припой. Припой
представляет собой дза полукольца, предварительно согнутых по
диаметру фрезы (фиг. 33).
Фиг. 33. Приспособление для одновременной напайки
многолезвийных фрез с твердосплавными пластинками на
аппаратах т. в. ч.
4. Снова включают нагрев и производят пайку фрезы. Напайка
фрезы 0 150 мм и толщиной 15 мм с 16 пластинками длится 2—2,5
мин. Затекание припоя в зазоры сплошное.
В табл. 119 даны случаи брака при пайке инструмента и методы
его предупреждения,
Виды брака и способы предупреждения при изготовлении
составного инструмента
Характеристика брака Причины возникновения Способы предупреждения
При изгс тсвлении напайнсго и н аеарного инструмента
Припой не за- текает в зазоры паза 1 . Зазоэ между стен- ками паза и плас- тинками весьма мал - или весьма велик 2 .'Недостаточный прогрев 1. При сборке инструмента вы- держать зазоры в пределах 0,05—0,15 мм. Не произ- водить сплошную чеканку 2. Обеспечить правильную температуру нагрева и дос таточную выдержку
Припой свара- чивается в шари- 1. Наличие окислов на спаиваемых поверх- 1. Подавать достаточное ко личество флюса
ки ностях 2. Спаиваемые поверх- ности шлифованы или притерты 2. Не шлифовать и не при- тирать спаиваемые поверх- ности
Пустота под пластинкой 1 Неправильная под- гонка пластинок к державкам 2. Вкл очение и выклю- чение тока после расплавления припоя 3. Преждевременное прижатие пластинки 1. Выдержать рекомендуемые нормы зазоров и кривизны 2. После начала расплавления припоя не выключать ток до окончания процесса пайки 3. Прижать пластинку после полного расплавления при- поя
Чернота по шву 1 Недостаточная по- дача 4 л юса 2 Недостаточный' про- грев 1 . Подавать достаточное коли- чество флюса 2 Обеспечить правильную температуру нагрева и дос- таточную выдержку
Подгар дер- жавки в месте контакта с элек- тродом 1. Малая площадь кон- такта 2. Слабый контакт 3 Высокая степень нагрева, длительная выдержка 1. Площадь контакта при- нять равной произведению ширины державки в месте контакта на толщину при- таиваемой пластинки 2. Увеличить давление кон- такта на державку 3. Снизить степень нагрева и уменьшить время выдержки
Характеристика брака Причины возникновения Способы предупреждения
Трещины в пластинке твер- дого сплава При Непровар 1. Быстрое охлаждение после пайки 2, Прикосновение элек- трода к пластинке 3. Неравномерность нагрева пластинки из за большой тол- щины ее изготовлении сварного в 1. Низкая температура нэгрева 2. Недостаточное уси- лие осадки 1 . Обеспечить медленное ох- лаждение после пайки 2 Понизить электрод для пре- дупреждения контактов с пластинкой 3 Уменьшить толщину плас- тинки стык инструмента 1 Вести нагрев до оплавле- ния концов заготовок 2 . Осадку производить резко
Пустоты Недостаточная осадка из за ма'юй мощ- ности машины Производить данную работу на машине повыш иной модности или сделать вы- точки в заготовке соглас- но табл. 115.
Трещины коль- цевые на быст- рорежущих за готовсах на рас стоянии 1— 3 ми от сварного шва Напряжения, возник- шие в около:Варной зоне вследствие быстрого оетывания сваренной заготовки После сварки заготовки не- медленно забросит^ в печь и после выдержки охла- дить с печью
Перегрев Чрезмерный нагрев за- готовок 1. Соблюдать длину выпуска заготовок из зажимов ма- шины согласно табл 114 2. Соблюдать режим нагрева
Г лава XI
ОБОРУДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ЦЕХОВ, ТОПЛИВО, МАТЕРИАЛЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
1. Печи
В зависимости от применяемого топлива различают печи, обо-
греваемые твердым, жидким, газообразным топливом или с по*
мощью электрической энергии.
Печи, обогреваемые твердым топливом, применяются лишь в слу-
чаях отсутствия других печей.
В табл 120 пргведена техническая характеристика электропечей
В качестве нагревателей в печах с рабочей температурой не выше
1100°С применяют металлические нагреватели (табл. 121), а в печах
с более высокой температурой—карборундовые нагреватели (табл. 122).
В трехэлектродных соляных печах-ваннах СП-2 и СП-3 электроды
расположены на стенках рабочего пространства примерно под уг-
лом 120° по отношению друг к другу. При нагреве ток проходит че-
рез нагреваемое изделие и вследствие того, что сопротивление ме-
талла меньше, чем сопротивление соли, возможен перегрев изделия,
в особенности, если изделие находится на расстоянии менее 25—
30 мм от электродов.
В печах-ваннах с опущенными электродами С-20, С-25 и С-45
имеется по одной паре электродов. Они расположены возле стенки
на расстоянии от 12 до 25 мм друг от друга. При таком располо-
жении электродов ток не проходит через изделия и опасность их
перегрева не возникает. Близкое расположение электродов друг к
другу вызывает появление весьма сильных электромагнитных пото-
ков, которые перемешивают соль и выравнивают ее температуру.
В печах-ваннах больших размеров С-50 и С-100 имеется по три пары
электродов, расположенных у задней стенки.
Преимуществом печей-ванн с опущенными электродами является
также возможность замены электродов во впемя работы печи (го-
рячий ремонт). После перекладки сушку печей-ванн лучше всего про-
изводить электрической грелкой. При этом рабочее пространство,
куда помещается грелка, прикрывают асбестом. Сушку ведут до
тех пор, пока кожух печи не нагреется примерно до 50—60°; время
сушки печи СП-2 продолжается в среднем 30—40 час. При сушке
дровами или углем следует подавать в нижнюю часть рабочего про-
странства печи воздух для хорошего горения. В противном случае
из-за недостатка воздуха топливо будет тлеть, печь плохо просу-
шится и возможен выброс соли при ее расп авлении. Для электро-
дов печей-ванн применяют жароупорные стали Х23Н13 или др., а
также малоуглеродистые стали 10, 15, 20, Ст. 2 и т. п.
юг
Таблица 120
Техническая характеристика электропечей, применяемых для термической обработки металлов
Типы печей Мощность в кет Размеры рабочего пространства в мм Габаритные размеры в мм Общий вес в т Максима- льная ра- бочая тем- пература в °C Произво- дитель- ность в кг./час Примечание
Ширина или диаметр Длина Высо- та Ши- рина Дли- на Высо- та
Камерные печи с металлическими нагревателями
Н15 15 300 650 259 1100 1600 1440 1,2 950 50
ИЗО 30 4э0 9,0 4)0 1400 1790 2020 2,2 950 125
Н45 45 600 1200 500 2050 2250 2000 3,8 950 200
Н60 60 750 1500 550 2200 2;69 24э0 5,0 950 •275
Н75 75 900 1800 600 2360 2860 2500 6;2 950 350
НШ-100А 100 970 1820 600 2280 5030 2440 9,5 860 300 Электропечь с
I шаровым подом и тележкой
Камерные печи с карборундовыми нагревателями
ОКБ-ЗЗЗС 15 250 360 200 1200 1140 1400 0,75 1300
гзо 30 300 400 259 1500 1600 1770 2,1 1300 50
ОКБ-210 50 520 945 400 1459 2100 2000 3,6 1300 120
ОКБ-194 А 19 325 2а0 410 360 180 175 1350 1325 1800 1,5 850 1300 25 Печь двухкамер- ная. В числителях данные, относящиеся к нижней камере, в наменателях— к верхней
244
Типы печей Мощность в кет Размеры рабочего пространства в мм Габаритные размеры в мм Общий вес в т Максима- льная ра- бочая тем- пература в °C Произво- дитель- ность в кг/час Примечание
Ш!рина или диаметр Дли- на Вы- сота Ши- рина Дли- на Вы- сота
Ш 30 30 450 Ша. 800 ктные i 169Э печи дл 1670 я зака/ 1900 IKU 2,1 95Э 140
Ш-35 35 ЗОЭ 300 1200 1550 1500 2290 3,0 950 125
Ш 55 55 300 ЗОЭ 200Э 1550 1550 3000 4,2 950 230
Ш-70 70 60Э — 250Э 2320 2780 4120 6,4 95Э ЗЗЭ
Г65 65 300 300 1470 1500 1500 2820 4,7 1300 225
Г95 95 300 300 2210 1500 1500 3550 5,8 1300 265
ПН-31 24 400 Ша> 500 :тные 1460 печи д. 1430 ля отп 1900 it/ска 1,5 650 100
(ПН 31Б) ПН 32 36 500 650 154Э 1540 2090 1,8 650 280
ПН-34 75 950 — 1220 2530 3260 3040 5,6 650 550
Ц25 25 300 Шахт 450 ные пеь 1420 iu для 1790 цемзш 1980 пации 2,3 950 50 Единовременная
Ц35 35 300 — 600 1420 1790 2320 2,5 950 100 загрузка в кг
Ц60 60 450 — 600 1590 1970 2390 3,6 950 150
Ц75 75 > 450 — 900 1590 1970 2760 5,0 950 220
Ц90 90 600 — 900 1770 2170 2880 6,7 950 400
Ц105 105 600 — 1200 1770 2170 3220 7,7 950 500
245
Типы печей Мощность в кет Размеры рабочего пространства в мм Габаритные размеры в мм Общий вес в т Максима- льная ра- бочая тем- пература в °C Произво- дитель- ность в кг) час Примечание
Ширина или диаметр Дли- на Высо- та Шири- на Дли- на ' Высо- та
Печи- ванны с металлическими нагревателями
В-10 10 200 350 1160 — 1800 0,9 850 30
В-20 20 300 — 535 1380 — 2000 1,3 850 80
В-30 30 400 — 555 1450 — 2260 1,6 850 130
П ечи-ван ны эле ктродн ые
С-20 20 220 460 905 1820 1,0 1300 90
С-25 25 380 — 475 1100 2190 1,3 850 90
С-45 45 340 — 600 1100 — 2100 1,3 1300 200
С-50 50 600 900 450 1750 2020 1310 2,6 600 100
С-100 100 600 900 450 1650 1650 1320 3,0 850 160
СП 2-35 35 220 — 420 1000 — 1820 0,9 1300 30
СП-3-75 75 340 — 580 1100 — 2090 1,6 1300 55
Коне 1ейерньи ? печи : закал оч ные
К-90 90 375 3220 200 2650 6325 2075 12,48 875 180
К-130 130 375 418.) 200 2650 7285 2090 14,43 875 270
К-170 170 575 5140 200 2850 8245 2990 17,23 875 380
Конвейерные печ и для высокого ' отпуска
К-65 65 375 4200 415 2240 6350 2780 14,5 700 200
К-95 95 600 4200 415 2440 6350 2975 16,05 700 270
К-135 135 575 6120 415 2440 8910 2975 20,3 700 380
246
Типы печей Мощность в кет Размеры рабочего пространства в мм Габаритные размеры в мм Общий вес в т Максима- льная ра- бочая тем- пература в °C Произ- водитель- ность в кг/час Примечание
Ширина или диаметр Дли- на Высо- та Шири- на Дли- на Высо- та
Конвейерные печи для низкого отпуска
КО-35 40 400 4690 400 1990 6680 2220 9,0 250 130
КО 55А 55 575 7460 415 2355 9415 2700 16,0 350 270
КО-75А 75 775 7460 415 — — — 18,0 350 380
Толкательные печи, закалочные и отжигательные
Т-100Б 100 600 3070 400 1960 9355 2300 15,43 950 250
Т-140М 155 600 4550 400 3400 9880 2300 15,5 950 350
Т 240В 240 1400 5440 400 — — — 38,0 950 650
ТО-ЗОО 300 1200 7900 400 2610 12300 2300 30,0 780 500 Отжигательная
Тдлкательные печи для высокого отпуска
Т 65 65 600 3070 400 13,8 650 250
Т 85 85 600 4550 400 3235 9715 2295 17,0 650 350
Т-165Б 165 1400 6515 400 2738 10125 3000 31,0 700 650
Толкательные печи для низкого отпуска
ТО-45 | 45 | 600 | 4625 | 400 | 3230 | 8190 | 2570 | 9,3 ] 250 | 350 |
Типы печей Мощность в кет Размеры рабочего пространства в мм Габаритные размеры в мм Общий вес в т Максима- льная ра- бочая тем- пература в °C Произво- дитель- ность в кг/час Примечание
Ширина или диаметр Дли- на Высо- та Шири- на Дли- на Высо- та
Барабанные печи, закалочные и отпускные
ОКБ-130С 19 400 2750 1330 4850 1750 2,1 180 30
ОКБ 128С 30 200 — 1200 2300 4785 3040 5,2 830 30
Б-70 70 310 — 2000 1350 5700 3735 9,0 920 160
Толкательные печи для нагрева деталей в атмосфере водорода
ЦЭП-214 ЦЭП-219А ЦЭП-220А ЦЭП-245 25 12 20 35 250 58 100 220 1000 Элек1 98 620 750 пропечь 450 1390 5800 10 )0 2540 1250 3370 i вакуумные д 1920 1800 1800 ля наг{ 1290 2,7 0,9 1,6 )ева из 0,8 1500 1750 1400 делия 1100 — Рабочий 1 • 10 ммГ вакуум 5 рт. ст.
1050 1675
МВ-21 I 6/3 I 350 | 300 I 280 I Масляные I 580 I 380 | ванны I 620 I 1 °’1 1 I 300 1 Емкость 21 л
МВ-40 ! 8/4 1 450 1 350 1 350 1 1 680 1 1 430 1 1 690 1 1 0,1 1 1 300 1 Емкость 40 л
ьэ
QO
Типы печей Мощность в кет Размеры рабочего пространства в мм Габаритные размеры в мм Общий вес в т Максима- льная ра- бочая тем- пература в °C Произво- дитель- ность в кг!час Примечание
Ширина или диаметр Дли- на Высо- та Шири- на Дли- на Высо- та
Печи лабораторного типа, применяемые в термических цехах
МП -0 1,75 137 210 85 445 430 485 0,042 1000 — Температура регу- лируется реостатом
МП1 1,75 137 210 85 445 492 485 0,04 1000 Температура регу- лируется автомати- чески
МП-2 2,6 175 263 95 525 603 566 0,06 1000 — Температура регулируется авто- матически
Ш 0,05 1,1 410 390 — 585 570 700 0,55 250 — То же
Примечание. 1. Печи с металлическими нагревателями работают непосредственно от сети с напряжением 220 или 380 в. Печи
электродные а также с карборундовыми нагревателями работают через понизительные трансформаторы. 2. В толкательные печи
Т-240В и Т-165Б устанавливаются в рабочее пространство по ширине по два поддона. 3. Тигли для щелочных ванн и мешалки сле-
дует делать из углеродистой, а не из нержавеющей стали.
Таблица 121
Свойства металлических нагревателей
Марка сплава Наивысшая рабочая температура в °C Удельное электро- сопротивление в 0М-ММ2/М
Х15Н60 1000 1,10
Х20Н80 1100 1,15
Х20Н80Т 1100 1,10
Х20Н80ТЗ 1150 1,27
Х13Ю4 850 1,26
1Х17Ю5 900 1,30
ОХ17Ю5 1000 1,30
1Х25Ю5 1150 1,40
ОХ25Ю5 1200 1,40
Таблица 122
Химический состав и свойства карборундовых нагревателей
1 Тип карборун- дового нагревателя 1 Химический состав в % Наивыс- шая темпера- тура в °C Удельное сопротив ление В 0М-ММ*/М при 20 °C
Si С SiO с А1 Fe Si СаО + MgO
Силит 94,4 3,6 0,3 0,2 0,6 0,3 0,6 1500 1000—2000
Глобар 96,0 1,5 0,6 0,3 0,7 0,3 0,6 1500 930—1950
В табл. 123 приведены сравнительные данные завода «Фрезер»
о стойкости электродов в трехэлектродных и двухэлектродных пе-
чах-ваннах. Автор считает приведенные данные для печей с опущен-
ными электродами заниженными. Так, печь С-20 на заводе, где
работает автор, проработала при температурах 1220—1260° до смены
электродов 16 дней (общей сложностью 106 час.).
Таблица 123
Сравнительная таблица стойкости электродов в печах-ваннах
Рабочая температура в °C Стойкость электродов в днях
Трехэлектродные печи Печи с опущенными электродами
До 600 От 600 до 1000 От 1000 до 1300 90—110 10—13 40—50 18—24 1,5—2
Большую роль в износе электродов двухэлектродных печей игра-
ет способ пуска печи. Основное разрушение электродов происходит
во время пуска печей в месте соприкасания графитового порошка с
электродами. Розжиг происходит при самом высоком напряжении и
в случае потери контакта между графитовым порошком и электродом
образуется дуга, которая разрушает электрод. Для уменьшения изно-
са электродов розжиг следует вести при высоком напряжении только
до расплавления соли между электродами, после чего немедленно
удалять графит и снизить напряжение. Наиболее рациональным спо-
собом пуска печи с опущенными электродами как первоначального,
так и повторного следует признать пуск при помощи электрической
Фиг. 34. Спираль для расплавления соли в соляных ваннах:
1 — асбоцемент; 2 — шпильки; 3спираль из проволоки 04 мм, I = 1,6 м\
4 — провод ПРГ; 5 — контактный нож.
спирали. После расплавления соли спираль удаляется, и дальней-
ший нагрев производится электродами. После окончания работы и
выключения печи в расплавленную соль вставляют спираль на глу-
бину 10—30 мм от поверхности, в таком виде соль и застывает. .По-
вторный пуск печи осуществляется включением спирали.
Размеры и вес металлических нагревателей для некоторых элек-
тропечей приведены в табл. 124.
Таблица 124
Размеры и вес металлических нагревателей для некоторых
электропечей
Тип печи Марка ма- териала нагрева- теля Размеры в мм Общая длина на печь в м Общий вес на печь в кг
( Толщина или диа- метр Ширина
Н15 Х15Н60 0 4 94,32 9,5
ИЗО Х15Н60 0 4,5 — 181 24,9
В-10 Х15Н6Э 1,5 15 19,5 3,5
ПН-31 Х15Н6Э 1 12 29,25 5,8
Ц25 Х15Н60 2 10 83,65 13,85
Для на грева издели й токами высокой 1 частоты прим [еняются ма-
шинные и ламповые генераторы..
В табл. 125 приведены технические характеристики машинных и
ламповых генераторов,- выпускаемых нашей промышленностью.
Таблица 125
Техническая характеристика высокочастотных установок для поверхностного нагрева изделий
Тип установки Номинальная выходная мощность Рабочая частота в ги, Количество постов для индукто- ра i абаритные размеры
Ширина Длина Высота
Высокочастотные установки с питанием от машинных генераторов
МГЗ-52 50 2500 2 — — —.
МГЗ-102 100 2500 2 —, — —
МГЗ 108 100 8000 2 — — —.
МГЗ-252 250 2500 — — — —
Преобразователи повышенной частоты
ПВ-50/2500 50 2650 1040 1120 1040
ПВС-100/2500 100 2650 1040 1495 1040
ПВ-100/8000 100 8000 1175 1530 1060
ПВВ-100/8000 100 8000 1150 1570 1140
Высокочастотные установки с питанием от ламповых генераторов
ЛГЗ 10 8 500000—700000 1 1020 ИЗО 2030
ЛГЗ 30 30 150000—300000 1 1400 2800 2300
ЛГЗ-60 60 150000—300000 1 1400 2800 2300
ЛГЗ-100 100 150000—300000 1 1700 2900 2300
ЛГЗ-200 200 150000—300000 1 2100 5000 2300
ЛГПЗ 30 30 150000-300000 1 2500 3750 2300
ЛГПЗ 60 60 150000—300000 1 2500 3750 2300
ГЗ-46 50 350000—500000 1 1350 2000 2100
Примечания. 1. Установка ГЗ-45 в настоящее время промышленностью не выпускается. 2. Преобразователи повышенной частоты
отличаются от машинных генераторов тем, что в них генератор и двигатель смонтированы в общем корпусе, а в машинных генера-
горах раздельно. Мощность преобразователей повышенной частоты обычно не превышает 100-150 кет.
Машинные генераторы применяют для нагрева изделий диамет-
ром не менее 16 мм при глубине закаленного слоя не менее 2 мм.
Ламповые генераторы в основном используются для нагрева дета-
лей мелкой и сложной формы при глубине закаленного слоя от
долей миллиметра до 2—3 мм.
Для нагрева селитры, щелочи, соли, масла и других веществ, не-
необходимых при термической обработке, рационально применять
трубчатые электронагреватели — ТЭН.<
Трубчатые электронагреватели представляют собою изогнутые
трубки из углеродистой или нержавеющей стали, внутри которых
находятся изолированные электрические спирали. Длину и мощность
нагревателя, а также материал трубки выбирают в зависимости от
объема ванны, температуры нагрева и состава нагреваемого веще-
ства. В табл. 126 приведены ориентировочные данные по выбору
трубчатых электронагревателей.
Таблица 126
Технические характеристики трубчатых электронагревателей
Шифр Длина трубки в развер- нутом виде в м Мощ- ность в кет Материал труб- ки Назначение
нмм, От 0,5 до §м. 11 От Углеродистая Нагрев воз-
НВ, размеров с интерва- 0,5 до сталь духа, воды, мас-
нп лами через 0,5 м 7 ла
нвг От 2 до 6 м. 8 раз- От Углеродистая Нагрев щело-
меров с интервалами 2 до сталь чей, растворов
через 0,5 м 7 солей
нсж, От 2 до 6 м. 8 раз- От Нержавею- Нагрев селит-
нмж, меров с интервалами 2 до щая сталь ры, солей
нвж через 0,5 м 7
Трестом Союзтеплострой стандартизованы размеры печей-ванн,
работающих на жидком и газовом топливах (табл. 127).
Таблица 127
Характеристика мазутных и газовых печей-ванн (Союзтеплострой)
Обозначения печей-ванн Размеры тигля в мм Вес тигля в кг Средняя про- изводитель- ность в кг/час
газовых мазутных Диаметр Глубина
ПТВГ-1 ПТВМ-1 200 350 49 20
200 535 73 35
ПТВГ-2 ПТВМ-2 250 350 62 35
250 535 86 50
250 610 95 60
птвг-з птвм-з 300 535 130 70
300 610 146 80
ПТВГ-4 ПТВМ-4 400 535 160 100
400 610 210 125
Техническая характеристика форсунок
ю
си
со
Типы форсунок Диаметр сопла в мм Производительность в кг/час при давлении воздуха в мм вод. ст. Диаметр воздухо- провода в мм
150 300 400 450 500 600 700
Одноступенчатые большой произво- дительности ФОБ-1 16 20 2 3 3 3,7 4 6 — 4,2 7 — — 38
ФОБ-2 20 26 4 5 5,5 8 7 10 — 8 12 — — 50
ФОБ-3 45 50 14 17 21 25 25 30 — 27 33 — — 75
ФОБ-4 70 80 25 32 25 45 41 51 — 45 56 — •— 100
Двухступенчатые большой произво- дительности ФДБ-1 ФДБ-2 ФДБ-3 ФДБ-4 50 64 70 90 — — — 20 30 48 76 22 34 52 82 24 37 56 89 25 40 60 95 50 75 100 125
Низкого давления (Стальпроекта) А-40 А-30 40 30 — 16 И 18 13 — 20 14,5 22 16 24 17 65
А-60 А-52 60 52 — 38 32 44 36 — 50 41 55 46 58 49 100
А-75 А-95 А-125 75 95 125 — 54 80 135 62 95 148 — 69 105 170 76 115 185 81 120 205 125 150 200
Тсрмичтская характеристика газовых горелок пламенного горения низкого да ления
Тип горелки - Производи- тельность в м*/ч.ас Диаметр газо- и воздухо- провода в мм Давление в мм вод. ст. и скорость в м/сек Размер сопла газовоздут- ной смеси в мм
газопровод воздухо- гровод газа воздуха
С раздельной подачей ГЩ-1 5—15 25 25 22,5x50
газа и воздуха ГЩ-Р/2 10—30 37 37 50—100 100—200 21x75
ГЩ-2 20—60 50 50 10—15 15—20 24,5 х 118
ГЩ-21/о 40—100 63 63 24,5X118
Щелевая ГЩ-3 60—140 75 75 НО 1 ПО юо 200 53x120
ГЩ-4 100—200 100 100 1 П 1 R 1 vU lAjxj 1Н 9П 58x150
ГЩ-5 150—300 125 125 1U—10 10—ZU 68X183
Тангенциальная с ви- . Г'ТН-1 50—100 50 65 070
хревым факелом ГТН-2 100—200 65 80 Не менее Не менее 090
ГТН-3 150—300 85 100 ВО—100" 100-150 0115
ГТН-4 200—400 100 125 10—15 15—20 0140
ГТН-5 300—600 125 150 Скорое! ъ смеси 0170
ГТН-6 500—1000 150 170 10—12 м/сек 0200
С вихревым факелом ' ГТ-1 100 67 80 • Не менее Не менее 080
ГТ-2 160 85 100 80-100 100-150 0100
ГТ-3 250 106 125 10—15 15—20 0125
ГТ-4 400 132 160 Скорост ь смеси 0160
ГТ-5 630 170 200 10—12 м/сек 0200
ГТ-6 1000 212 250 0250
В табл. 128 и 129 даны типы форсунок и горелок, наиболее ча-
сто применяемых в промышленности.
Ориентировочные нормы удельной производительности печей при-
ведены в табл. 130.
Таблица 130
Ориентировочные нормы удельной производительности печей
(кг/м2 час) для различных операций термической обработки
Операция термообработки Термические печи
Камерные С выд- вижным подом Толкатель непрерыв- ного действия Конвейер- ные электри- ческие С вра- щающим- ся подом
Нормализация 120—150 60—100 150—200 120—220 160—200
Отжиг 40—60 35—50 50—70 — —
Закалка 120—160 60—80 150—200 180—220 150—200
Цементация: в твердом кар- бюризаторе 8—12 8—12 15—20 15-18
в газовой среде — — 40—50 — —
Газовое цианиро- вание 80-100
Отпуск 90—110 60—80 100—150 100—150 —
2. Огнеупорные материалы
Для постройки и ремонта термических печей применяется в ос-
новном шамотный кирпич (табл. 131).
Ремонт кладки электропечей производится фасонным огнеупор-
ным кирпичом или подгонкой обычного шамотного кирпича до тре-
буемого фасона.
При ремонте пользуются раствором, состоящим из 25% огнеупор-
ной глины и 75% молотого шамота.
Данные по характеристике теплоизоляционных материалов и ог-
неупоров приведены в табл. 132 и 133.
3. Топливо
В качестве жидкого топлива применяется мазут, теплотворная
способность которого приблизительно равна 9600 ккал/кг.
В качестве газообразного топлива применяют различные газы.
Их составы и значения теплопроводности приведены в табл. 134.
4. Приборы для контроля температур
Для измерения, записи и регулирования температур в печах-ван-
нах для низкого отпуска и изотермической закалки в закалочных
баках применяют манометрические термометры.
Манометрический термометр состоит из термобаллона, капилляр-
ной трубки, трубчатой пружины и показывающего или самопишу-
щею прибора.
Сл
Форма и размеры шамотного кирпича для термических печей (согласно ГОСТу 4247-48)
Н аименование и форма кирпича
Прямой
Марка Размеры в мм Вес в кг
а б в г d е а
Н-1 113 65 230 — 3,2
Н-2 113 40 230 — — — — 2,0
Н-3 113 100 230 — — — — 4,9
Н-4 113 65 171 — — — — 2,4
Н-5 171 65 230 — — — — 4,9
Н-6 150 65 300 — — — 5,6
Н-7 113 65 230 3,2
Наименование и форма кирпича
Марка
Q1
Полочка секторная
Н-8
Н-9
Размеры в мм Вес в кг
а б в г d е а
113 35 210 1,4
90 35 175 1,0
Наименование и форма кирпича
Марка
Плита
Н/10
Н-11
Брус
Н-12
Размеры в мм Вес в лт
а б в г d е а
230 171 100 100 460 460 — — — 20,1 15,0
171 100 575 18,7
to
СП
Наименование и форма кирпича Марка
Клин торцовый Н-13
Н-14
Н-15
TN Н-16
Н-17
Н-18
Н-19
-•lei*-
Клин ребровый Н-20
Н-21
сз //
LjsC-
Размеры в мм
а б в г d е а Вес в кг
113 65/55 230 — — — — 3,0
113 65/45 230 — — — — 2,7
150 65/55 300 — — — — 5,1
171 65/55 230 — — — — 4,5
171 65/45 230 — — — — 4,1
113 65/55 171 — — — — 2,2
113 65/45 171 1 — — — — 2,0
113 65/55 230 — — 3,0
113 65/45 230 2,7
Наименование и форма кирпича Марка
Н-22
Н-23
Н-24
Н-25
Н-26
Н-27
Н-28
Н-29
Н-30
Н-31
Н-32
Размеры в мм Вес в кг
а б в г 1 ‘ 3 а
230 150 275 15 65 60° 300 11,9
230 113 205 43 68 45° 230 7,3
230 113 275 75 115 60э 230 11,1
230 345 275 75 115 60° 230 34,0
230 ИЗ 205 84 109 45° 171 8,5
230 113 205 57 145 60° 171 8,8
113 230 Ь35 37 56 60° 113 5,5
113 345 135 37 56 60° 113 8,2
275 150 275 65 65 45° 300 15,3
230 115 230 30 — 5,1
171 56 345 145 5,9
Наименование и форма кирпича
Марка
го
Размеры в ми
а б в г d е а Вес в кг
>6 113/76 — — — — — 2,7
•
22,5
Наименование и форма кирпича
Г орелочный
Марка Размеры в мм Вес в кг
а б в г d е а
Н-43 Н-44 Н-45 Н-46 Н-47 Н-48 Н-49 г R 17,1 11,3 11,8 11,0 9,3 8,7 8,2
25 37,5 50 62,5 75 87,5 100 75 95 105 120 130 135 135
Таблица 132
Характеристика теплоизоляционных материалов
Наименование материала Наибольшая температура применения в °C Объемный вес в кг/дм3
Диатомит необожженный в кусках 800 0,68
То же в порошке 900 0,3
То же обожженный в порошке 1000 0,55
Кирпич диатомовый 950 0,55—0,75
Кирпич пенодиатомэвый 900 0,40—0,55
Асбест распушенный 500 0,8
Асбестовый картон 500 0,90—1,2
Асбестовый шнур 300 0,80
Стеклянная вата 600 0,25—0,30
Стеклянное волокно 600 0,10-0,20
Пенобетон 300 0,40—0,50
Шлак котельный 800-950 0,7 —1,0
Таблица 133
Огнеупорность и допускаемые температуры работы огнеупоров
Наименование Огнеупор- ность в °C . Предел до- пускаемой температуры в °C
А Шамотный кирпич Б В Динасовый кирпич ц Корундовые (алундовые) изделия Карборундовые изделия (карбофракс) Крафитовые изделия красный кирпич 1730 1670 1580 1710 1690 1900—1950 1850—2000 2000 1300—1400 1250—1300 1200—1250 1600—1650 1600—1700 1400—1500 2000 700—750
В зависимости'от того, чем заполнена система, манометрические
термометры различают газовые (заполненные азотом), жидкостные
(заполненные кСилолом, ртутью или -метиловым спиртом) и паровые
(заполненные жидкостью, превращающейся при определенной тем-
пературе в пар).
В табл. 135 приведены данные о манометрических термометрах,
применяемых в термических отделенкях.' 5
Для- измерения температур в пределах от j—200 до 4-500°С при-
меняют также, термометры сопротивления^ отличающиеся весьма
точными показаниями. Эти термометры выпускаются как платино-
вые— ЭТП градуировки 11-а и'12-а с пределами измерений от — 200
до +500°С, так и медные—ЭТМ градуировки 2-а с пределами из-
мерении от —50 до + 150°С. В зависимости от конструкции, назна-
чения и интервалов измеряемых температур различают много марок
термометров сопротивления [2]. Термометры выпускаются в защит-
ной арматуре из малоуглеродистой или жароупорной стали длиной
от 0,5 до 2 м. Отсчет показаний термометров сопротивлений произ-
водится по приборам (табл. 136).
Таблица 134
Средний химический состав газов и их теплотворная способность
Наименование газа Химический состав в % Теплотворная спо- собность ккал/м*
Углекислый газ Окись угле- рода Метан Тяжелые уг- леводороды Водород Азот
Доменный газ 11 27 До 1 3 58 900
Коксовый газ 2 7 23 2 58 8 3900
Светильный газ 6 16 20 10 25 23 4500
Генераторный газ (из каменного угля) 4,5 25 2 0,2 13 55,3 1350
Генераторный газ (из сланцев; эстонский) 18 11 24 6 39 2 4760
Природные газы: саратовский 0,7 94,3 2,7 1,8 1,2 8800
дашавский — 0,2 97,8 0,5 0,2 1,3 8500
куйбышевский 0,8 — 75—80 8—10 — 11—13 8500
ухтинский 0,2 — 93 1,2 — 5,6 8150
Наибольшее применение для измерения температур имеют термо-
пары (табл. 137). В табл. 138 даны перечень и краткая характери-
стика пирометрических милливольтметров (гальванометров}, рабо-
тающих в паре с термопарами и телескопом пирометра излучения.
Необходимо следить, чтобы градуировка термопар и гальваномет-
ров была одинакова. Присоединение термопар к приборам произ-
водится при помощи компенсационных проводов, а при их отсут-
ствии обычными медными изолированными проводами.
Компенсационные провода выпускают в пропитанной оплетке из
хлопчатобумажной пряжи — КПО, в свинцовой оболочке — КПС, в
оплетке стальной проволокой — КПП, гибкие КПГО, а также спе-
циального назначения.
При выборе приборов теплового контроля рекомендуется учесть
следующее. Потенциометры типа ЭПП, ЭПД и СП — приборы самые
точные с допустимой погрешностью измерений не более ±0,5% от
верхнего предела температуры шкалы, прибор МПП-054 не более
± 1%, а остальные приборы, указанные в табл. 138, не-более
±1,5%. Исходя из этого, при обработке алюминиевых и магниевых
сплавов, бериллиевой бронзы, при операциях отпуска стали и других
видах термической обработки, имеющих суженный интервал темпе-
ратур, следует отдать предпочтение потенциометрам, а при опера-
циях с большим интервалом рабочих температур — милливольтмет-
рам показывающим, регулирующим и самопишущим, стоящим зна-
чительно дешевле, чем потенциометры, и в то же время надежным
в работе. Такое же различие между логометрами, работающими с
погрешностью ±1,5°/о, и уравновешенными мостами с погрешностью
±0,5%.
Таблица 135
Перечень и краткая характеристика манометрических термометров
Наименование изделия Марка Тип прибора Предел измерения в °C Длина капи- ляра в jm
Термометр мано-
метрический, ди- станционный га- зовый ТГ-270 Показывающий 0—300 20,40 и 60
То же ТГ 278 Показывающий
с сигнальным
устройством 0—300 20,40 и 60
» ТГ-410 Самопишущий
с часовым при- водом 0—300 20,40 и 60
» ТГ-610 Самопишущий
с синхронным двигателем 0—300 20,40 и 60
» ТГ-618 Самопишущий
с синхронным двигателем, с сигнальным устройством 0—300 20,40 и 60
Термометр регули-
рующий, само- пишущий 04-ТГ-410 Регулирующий,
самопишущий с часовым при- водом 0—200
04-ТГ-610 Регулирующий,
самопишущий с синхронным двигателем 0-200
Примечание. В технической характеристике указаны крайние пределы изме-
ряемых температур. Фактические пределы: 0—120, 0—160, 0—200 и 0—300°С.
Для измерения высоких температур применяют пирометры опти-
ческие и излучения (радиационные^, данные которых приведены в
табл. 139.
Определение температуры поверхности тела производится также
при помощи термокарандашей. Термокарандаш представляет собой
вещество, изменяющее окраску под действием на него температуры.
Перечень и краткая характеристика приборов, работающих в паре
с термометрами сопротивлений
Наименование Тип Краткая характеристика
Логометр показывающий с профильной шкалой . . . ЛПр-53 Для измерения темпера- туры
Мост уравновешенный элект- ромеханический, автомати- ческий с записью на лен- АУМ Для измерения темпера- туры в одной, трех или шести точках
точной диаграмме .... АУМР
То же с электическим регу- лятором Для измерения и регу- лирования температу- ры в одной или трех точках
То же с пневматическим ре- гулятором . ... АУМРП То же для печей с жид- ким или газообразным топливом
Мост электронный автома- тический, самопишущий переменного тока с запи- ЭМД-202 Для измерения темпера- туры в одной точке без регулирования
сью на дисковой диаграмме
То же с электрическим трех- позиционным регулятором . ЭМД-212 Для измерения и регу- лирования температу- ры в одной точке
То же с пневматическим изод- ромным регулятором . . . ЭМД-232 Для измерения и регу- лирования температу- ры в печах с жидким или газообразным топ- ливом
Мост уравновешенный элек- тронный автоматический с позиционным регулятором и записью на ленточной ЭМП-209 Для измерения, записи и регулирования тем- ператур в одной точ- ке или в 3, 6 и 12 точ
диаграмме ........ ЭМП-209 ках
То же с пневматическим изодромным регулятором Для измерения записи и регулирования тем- ператур в печах с жидким или газооб- разным топливом
Примечания. 1. В случае, если уравновешенные электронные мосты работают
в условиях, не допускающих применение переменного тока <по противопожарным
мероприятиям), применяют уравновешенные мосты, работающие на постоянном
токе и маркируемые соответственно ЭМД-102, ЭМД-112 и ЭЛ4Д-132. 2. Урав-
новешенные мосты Э.ЧП-209, кроме указанных выше, выпускаются самопишущие
одноточечные' и самопишущие многоточечные.
Характеристика термопар
1 ип Материал Предел измеряемой температуры °C Наиболее часто применяемый диа- метр проволоки в мм Компенсационные провода
Положитель- ный Отрицатель- ный Ниж- ний Верхний Материал, условная окраска Обозначение
при дли- тельном пользова- нии при кратко- временном пользовании Электроположи- тельный Электроотрица- тельный
ПП Платиноро- дий Платина 0 1300 1600 0,5 Медь (красная) Сплав ТП (зе- леная) П
ХА Хромель Алюмель 0 1000 1300 3,2 Медь (красная), хромель (фио- летовая) Константан (ко- ричневая), алю- мель (черная) м
хк Хромель Копель 0 600 800 3,2 Хромель (фиоле- товая) Копель (желтая) хк
НК-СА НК СА 300 1000 ' — Обычный элект-
рошнур
ЖК , Железо Копель 0 600 800 3,2 Железо (белая) Копель (желтая) ЖК
МК Медь Копель 0 350 500 3,2 Медь (красная) Копель (желтая) МК
ю Примечания: 1. Термопары типа НК-СА работают без поправки на температуру свободных концов. 2. Термопары типов Ж К и МК
5 в ГОСТ 16616-53 не вошли, но пока применяются на заводах.
Перечень и краткая характеристика приборов теплового
контроля, работающих в паре с термопарами или телескопом
радиационного пирометра
Наименование приборов Тип Краткая характеристи- ка Взамен ка- ких типов выпущен
Милливольтметр по- Для измерения тем- гнкп,
называющий перенос- ной МПП-054 ператур МП-08
Милливольтметр по- Для измерения тем- гнзе,
называющий щитовой с МПЩпл-54 ператур. С термопара- МС-08
плоской шкалой ми ПП и телескопом РП не работает
Милливольтметр по- Для измерения тем- ПГУ,
называющий щитовой с профильной шкалой Милливольтметр са- мопишущий щитовой с МПЩпр-54 ператур Для измерения и за- писи температур в од- МПБ-46
профильной шкалой МСЩпр-154 ной точке СГ-1
МСЩпр-354 Тоже в трех точках СГ-3
МСЩпр-654 То же в шести точ- ках СГ-6
Милливольтметр ре- Для измерения и ре- кг,
гулирующий щитовой МРЩпр-54 гулирования темпера- ЭРМ-47
с профильной шкалой тур
Электромеханический СП-1 Для измерения и за
потенциометр с записью СП-3 писи температур в од-
на ленточной диаграмме То же, с электриче- СП-6 ной, трех и шести точ- ках Для измерения и за-
ским регулятором То же, с пневматиче- СПР писи температур в од- ной или трех точках Для измерения и за-
ским регулятором Потенциометр элект- СПРП писи температур в пе- чах с жидким или га- зообразным топливом Для измерения тем ЭПД-07
ронный автоматический с записью на дисковой диаграмме То же, с электриче- ским позиционным регу- ЭПД-02 ператур в одной точке I Для измерения, за- писи и регулирования
лятором То же, с пневматиче- ЭПД-12 температуры в одной точке Для измерения, за- ЭПД-17
ским изодромным регу- ЭПД-32 писи и регулирования ЭПД-37
лятором температур в печах с
Наименование приборов Тип Краткая характеристи- ка Взамен ка- ких типов выпущен
Потенциометр элект- ронный с вращающейся шкалой и неподвижным указателем температу- ры Потенциометр элект- ронный автоматический с электрическим пози- ционным регулятором и записью на ленточной диаграмме ЭПВ-0,1 ЭПП-09 жидким и газообраз- ным топливом Для измерения тем- ператур Для измерения, за- писи и регулирования температур в одной точке или в 3,6 и 12 точках ЭПУ-18и ЭПУ-28
То же, с пневматиче- ским изодромным регу- лятором ЭПП-09 Для измерения, за- писи и регулирования температур в печах с жидким или газообраз- ным топливом
Таблица 139
Характеристика оптических пирометров и пирометров излучения
Условное обозначение Наименование Шкала в °C С какими при- борами рабо- тает в паре Расстояние да измеряемого источника тепла в м
ОППИР-45 Оптический пирометр 1) 7004-1400 2) 12004-2000 Показываю- щий милли- вольтметр, встроенный в пирометр 0,5—5
Пирометр из- лучения (радиацион- ный) МПП-054, МПЩпр-54 МСЩпр-154 МРЩпр-54, СП 0,5—1
РП Переносной 7004-1800
РПС Стационар- ный
Каждый карандаш в зависимости от химического состава
изменяет свой цвет при определенной температуре. Термока-
рандаши предназначены для измерения температуры поверхности
при открытом нагреве в интервале от 40 до 580°С.
На основе опыта можно ориентировочно определять температуру
ио цветам каления. Надо учитывать, что изменение яркости освеще-
ния цеха может привести к значительным ошибкам при этом опре-
делении (табл. 140).
Таблица 140
Ориентировочное определение температур по цветам каления
Цвета каления
Ориентировочная
температура в °C
Темно-коричневый...................
Коричнево-красный..................
Темно-красный......................
Темно-вишнево-красный..............
Вишнево-красный....................
Светло-вишнево-красный.............
Светло-красный ....................
Оранжевый..........................
Темно-желтый.......................
Светло-желтый......................
Ослепительно-белый ................
530—580
580—650
650—730
730—770
770—800
800—830
830—900
900—1050
1050—1150
1150—1250
1250—1300
Таблица 141
Состав чернил для самопишущих приборов
Название материала Количество
в %
Глицерин чистый (уд. вес от 12,1 до 1,26) .... 22,9
Спирт чистый (уд. вес от 0,79 до 0,81) 7,15
Вода дистиллированная 68,70
Краситель 0,1
Клей столярный (ОСГ 35019) 1,15
Примечание. В качестве красителя, применяют: метил-виэлег, метиленовую
синюю или голубую, эозин, эрцоин и др.
Способ изготовления: краситель растворяется в спирте с посте-
пенным добавлением воды порциями. Глицерин с клеем нагреваются
до полного их смешения. Остывшая смесь порциями добавляется
к растворенному красителю при непрерывном помешивании. После
полного смешения глицерина, клея и красителя смесь отстаивается
в течение 4—5 часов, после чего фильтруется.
При термической обработке применяются вспомогательные ма-
териалы, перечень которых приведен в табл. 142.
Ориентировочный расход некоторых вспомогательных материалов,
применяемых при термической обработке
Наименование материалов Расход в г на 1 кг обрабаты- ваемых изделий Примечание
Закалка
Соль поваренная и др. 10 Нагрев в пределах 800—1000°
Хлористый барий 20 То же для температу ры выше 1000°
Масло веретенное машинное 20—30 Охлаждающая среда
Каустическая сода 1 Охлаждающая среда
Отпуск
Селитра калиевая или натриевая Масло вапор 30—40 10 Для нагрева
Масло вискозин Свинец 20 10
Цементация
Твердый карбюризатор 60—100 Для шахтной печи
Керосин 20—30
Пиробензол 20—30 То же
Керосин 20—30 Для приготовления пи- ролизного газа
Соляровое масло 8 Для очистки пиролиз- ного газа
Азотирование
Аммиак Цианирование Цианплав ГИПХ Цианистый натрий Хлористый кальций Хлористый натрий (соль поварен- 5-50 20 20 50 30 Чем меньше размер де- талей, тем больше расход
ная) Для нейтрализации
Железный купорос 20
Очистка
Песок, размер песчинок от 50—80
1—1}5 мм
Дробь 0 0,8—1,0 мм, До 1
Наименование материалов Расход в г на 1 кг обрабаты- ваемых изделий Примечание
Т равленце
Кислота серная или соляная 30—40
Контроль трещин
Крокус 20
Глава XII
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Правила безопасной работы на мазутных печах
Для пуска мазутной печи необходимо: 1) продуть печь воздухом
для удаления скопившихся газов; 2) ввести в топочную камеру при-
бор для электрозажигания или зажженный факел на длинном пру-
те, открыть воздушный вентиль, а затем мазутный; 3) когда пламя
перед форсункой разгорится, убрать прибор и постепенно увеличи-
вать подачу топлива и воздуха.
Крышку загрузочного окна во все время пуска держать открытой.
В топочную камеру не заглядывать. Не допускать разлива и об-
разования лужи мазута под форсункой. Следить за ее исправностью.
При внезапном прекращении подачи мазута или воздуха, а также
по окончании работы сначала закрыть мазутный вентиль, а затем
воздушный.
Правила безопасной работы на газовых печах
Промышленные газы опасны как отравляющие вещества. В смеси
с воздухом они взрывоопасны.
Содержание газа метана Поведение смеси
в смеси в % при зажигании
До 4 Не горит и не взрывается
От 4 до 15 Не горит, взрывается
Свыше 15 Горит, не взрывается
Пределы взрываемости газовоздушной смеси могут изменяться в
зависимости от состава, влажности и температуры. Нельзя искать
утечку газа при помощи огня. Для этой цели следует пользоваться
раствором мыла в воде.
Для пуска газовой печи необходимо:
1. Открыть шибер печи и крышку загрузочного окна и, включив
воздушное дутье, продувать печь воздухом в течение 5 мин., после
чего прекратить подачу воздуха.
2. Открыть центральный газовый вентиль и продувать газопро
вод через свечу в течение 5 мин.
3. Зажечь газовый запальник и постепенно включать подачу газа.
4. Отрегулировать горение газовой горелки путем большей и ив
меньшей подачи воздуха.
5. При разжигании печи следует стоять сбоку горелки, для за-
щиты глаз необходимо надеть очки. При остановке печи сначала
нужно прекратить подачу воздуха, а затем газа.
Необходимо помнить, что содержание в воздухе 0,1% сероводо-
рода и свыше 0,002% окиси углерода вызывают тяжелое отравление.
Правила подачи первой помощи при отравлении газом
При отравлении газом необходимо:
вынести пострадавшего из помещения на воздух, расстегнуть
одежду и до прибытия медицинского работника не давать постра-
давшему уснуть. При отсутствии у пострадавшего естественного ды-
хания немедленно приступить к проведению искусственного дыхания.
Правила безопасной работы у печей-ванн
Работа на печах-ваннах с расплавленными солями, щелочами или
свинцом требует тщательного соблюдения всех правил предосто-
рожности.
1. Перед началом работы надо проверить исправность вентиляции.
2. Работать у печи-ванны разрешается только в очках и рука-
вицах.
3. Вводить голову под. вытяжной колпак категорически воспре-
щается.
4. Добавлять в ванну свинец или соль надо небольшими порция-
ми; соль добавлять тщательно просушенную, а свинец хорошо про-
гретый.
5. Детали и приспособления для закалки следует погружать в
тигель с расплавленной солью или свинцом совершенно сухими и
подогретыми до 100—150°С. Холодные детали при загрузке могут
вызвать выброс соли или свинца из тигля, что может причинить
ожоги рабочему.
6. Разлившиеся соль и свинец надо засыпать сухим песком. Залив-
ка водой не разрешается.
7. Селитра при нагреве свыше 550°С самовозгорается. Соединение
селитры с углем, сажей и маслом приводит к взрыву. Следует избе-
гать работать с селитрой. В случае необходимости применять обя-
зательно регулирующие приборы с сигнальным (в виде звонка)
устройством.
8. Особое внимание необходимо уделить сушке электродно-соля-
ной печи после перекладки. Плохо просушенная печь через несколько
часов работы дает сильный взрыв с выбросом всей соли.
Правила безопасной работы у цианистых ванн
Цианистые соли — сильнейшие яды. Соединение цианистых со-
лей с кислотой дает весьма ядовитый газ — синильную кислоту. К ра-
боте у цианистых ванн допускаются хорошо проинструктированные
рабочие. Необходимо строго соблюдать следующие меры безопас-
ной работы у цианистых печей-ванн:
1. Перед началом работы проверить, исправна ли вентиляция.
При обнаружении неисправности вентиляции рабочий не должен
приступать к работе..
2. Дверки кожуха печи нужно открывать только при загрузке и
выгрузке деталей и добавке соли.
3. Не разрешается прикасаться к цианистой соли голыми руками.
4. Загружать соль в расплавленную ванну необходимо малыми
порциями, хорошо просушенную, при прикрытых дверках печи. При
этом нужно надевать очки, рукавицы и респиратор.
5. Закаленные детали обязательно тщательно промыть водой, что
бы смыть следы цианистой соли.
6. Весь инструмент со следами цианистой соли хранить под тягой
7. Не допускать попадания селитры и хромпика в расплавленную
соль, так как при этом неизбежен взрыв.
4 8. Курить и принимать пищу в цехе категорически воспрещает-
ся; это опасно для жизни.
9. Перед едой и курением необходимо тщательно мыть руки и
прополаскивать рот.
10. Мыть руки в закалочных и промывочных баках запрещается.
11. В случае остановки вентиляции нужно немедленно потушить
печь, уйти из цеха и заявить об этом администрации.
12. Все царапины и раны, как бы малы они ни были, перед на-
чалом работы нужно перевязать.
13. При появлении насморка и недомогания немедленно обра-
титься в медпункт завода.
Правила обезвреживания закалочных и промывочных вод отделения
цианирования
На один литр воды, которую необходимо обезвредить, следует
брать 3 г железного купороса и 1 г кальцинированной соды (из рас-
чета концентрации цианйстого натрия до 0,1%).
Обезвреживание нужно производить так:
1. По емкости бака подготовить нужное количество железного
купороса и соды.
2. Железный купорос растворить в воде и добавить туда соды.
3. Полученную смесь вылить в закалочный или промывочный бак
и тщательно перемешать.
4. Обезвреженную воду спустить в канализацию, причем одно-
временно открыть водопроводный кран для большего разведения ее.
Правила безопасной работы при обслуживании оборудования
1. Пол, залитый мазутом или маслом, надо обильно посыпать пес-
ком и затем грязный песок убрать.
2. Перед началом работы следует перевязать обшлага рукавов
и подобрать свисающие концы.
3. Не загружать в печь мокрых заготовок, так как из-за этого
может произойти сильное выбрасывание пламени.
4. При замочке длинных изделий со сквозными отверстиями, во
избежание ожога паром или маслом, отводить отверстие в сторону
от себя и людей, находящихся в цехе.
5. Не включать обогрев ванны с загустевшими или замерзшими
водными составами (раствор для воронения й др.), так как при
этом неизбежны выбросы раствора и ожоги.
6. При закалке изделий воздухом под давлением надо надевать
очки и ставить сетку, предохраняющую от отскакивающей окалины.
7. В ванну для травления серной кислотой наливать сначала
воду, а затем тонкой струей кислоту.
8. Не погружать в горячую отпускную масляную ванну непро-
сушенные детали, клещи, крючки.
Правила безопасности при обращении с электрическим током
1. Мокрая одежда или обувь, мокрый пол, коврик и т< п. уве-
личивают возможность поражения электрическим током.
2. Работать можно только на заземленном электрическом обо-
рудовании.
3. Не включать рубильник и пусковую кнопку кочергой, кле-
щами и другими металлическими предметами.
4. Работать у электропечи на резиновом коврике.
Меры предосторожности против возникновения пожаров
1. При работе на жидком топливе под форсункой необходимо
устанавливать противни с песком.
2. Не разрешается пользоваться для производственных целей пес-
ком и лопатой из пожарного ящика.
3. Мазутные расходные баки нужно устанавливать вдали от огня.
4. Категорически запрещается обогревать мазутопровод факелом
или паяльной лампой, а мазут в расходных баках — опусканием в
него нагретых кусков металла.
5. Все закалочные и отпускные масляные ванны должны быть
снабжены крышками для прекращения доступа воздуха при заго-
рании масла.
6. При закалке не разрешается нагревать керосин свыше 38°Ct
ЛИТЕРАТУРА
1. Машиностроение, Энциклопедический справочник, т. 3., Маш-
гиз, 1948.
2. Машиностроение, Энциклопедический справочник, т. 7, Маш-
гиз, 1949.
3. Геллер Ю. А., Инструментальная сталь, Металлургиздат, 1955.
4. Конструкционная сталь, Справочник, т. 1, под реД. Гудцо-
ва Н. Т., Металлургиздат, 1947.
5. Марочник конструкционных сталей станкостроения, Маш-
гиз, 1947.
6. Шмыков А. А., Справочник термиста, Машгиз, 1956.
7. Вязников Н. Ф., Легированная сталь, Металлургиздат, 1951.
8. Руководство по термической обработке сталей для Самолето-
строения, Оборонгиз, 1947.
9. Ассонов А. Д., Термическая обработка деталей автомобиля,
Машгиз, 1951.
10. Самохоцкий А. И. и Кунявский М. Н., Металловедение, Маш-
гиз, 1952.
11. Каменичный И. С., Практика термической обработки инстру-
мента, Машгиз, 1952.
12. Омельянов А. Е., Рабинович С. П., Справочник по материа-
лам деталей сельскохозяйственных машин, Машгиз, 1949.
13. Евтеев Ф. Е., Жуков В. А., Технология радиоаппаратуры,
Госэнергоиздат, 1952.
14. Смирягин А. П., Промышленные цветные металлы и сплавы,
Металлургиздат, 1956.
15. Краткий справочник по обработке цветных металлов, Ме-
таллургиздат, 1945.
16. Берковский И. Я. и Колоколова А. Г., Никелевые сплавы,
свойства, применение и обработка, Металлургиздат, 1941.
17. Портной К. И., Лебедев А. А., Магниевые сплавы, Метал-
лургиздат, 1952.
18. Ассонов А. Д., Кунявский М. Н., Лахтин Ю. Технология
термической обработки. Заочные курсы усовершенствования инже-
неров-термистов и металловедов, Машгиз, 1952.
19. Самохоцкий А. И., Стали, применяемые для ремонта станоч-
ного оборудования, ИТЭИН, 1943.
20. Драйгор Д. А., Справочник по ремонту грузовых автомоби-
лей ГАЗ-MM, ЗИС-5, ГАЗ-51, ЗИС-150, Гостехиздат УССР, 1952.
21. Спутник химика, Машгиз, 1951.
22. Гуляев А. П., Термическая обработка стали, Машгиз, 1953.
23. Рустем А. С., Гаращенко А. 17., Оборудование термических
цехов, Машгиз, 1957.
24. Лепеха А. Е., Пламенная поверхностная закалка стали, Маш-
гиз, 1955.
25. Гардин А. И., Нагрев токами высокой частоты, Министерство
транспортного машиностроения, 1949.
26. Кидин И. Н., Термическая обработка стали при индукцион-
ном нагреве, Металлургиздат, 1950.
27. Каменичный И. С., Памятка по технике безопасности для
термистов, Гостехиздат УССР, 1950.
28. Бессонов Б. Д., Термическая обработка штамповых сталей
для холодной штамповки, Сборник, Термическая обработка метал-
лов, Уралнитомаш, Машгиз, 1950.
29. Воронов С. М., Деформируемые алюминиевые сплавы, Заоч-
ные курсы усовершенствования инженеров-термистов и металлове-
дов, Машгиз, 1951.
30. Терехов К. И., Минкевич А. Н., Цианирование стали, Заоч-
ные курсы усовершенствования инженеров-термистов и металлове-
дов, Машгиз, 1951.
31. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна,
Справочник, Металлургиздат, 1956.
32. Жидкостная цементация в бесцианистых солях, УКРНИИ-
МЕСТПРОМ, Информационное письмо № 267.
33. Диаграммы допустимых температур нагрева при высокоча-
стотной закалке. Металловедение и обработка металлов № 2, 1955.
34. Шепеляковский К. 3., Высокочастотная поверхностная за-
калка стали в машиностроении, Трудрезервиздат, 1955.
35. Соколов К. Н., Технология термической обработки стали,
Машгиз, 1954.
36. Доронин В. М., Термическая обработка углеродистой и ле-
гированной стали, Металлургиздат, 1955.
37. Новые методы термической обработки в расплавленных со-
лях и щелочах, сборник статей, Горьковское книжное издательство,
1955.
38. Калинин А. Г., Кунявский М. Н., Зайцева А. Я., Металлове-
дение и обработка металлов № 11, 1956.
39. Глазунов С. Г., Титановые сплавы и их термическая обра-
ботка, издание Московского Дома научно-технической пропаганды,
1957.
40. Королев Г. Г., Термическая обработка режущего инструмен-
та в атмосфере пара, издание Московского Дома научно-технической
пропаганды, 1957.
41. Чириков В. Т., Исходные данные для выбора режима цемен-
тации и термическая обработка цементованых деталей, издание Мос-
ковского Дома научно-технической пропаганды, 1957.
42. Чипиженко А. И., Новые марки бериллиевых бронз ЦИИН
МЦМ, бюллетень № 7/84, 1957.
43. Минкевич А. Н., Химико-термическая обработка стали, Маш-
гиз, 1950.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ко второму изданию 3
Предисловие к первому изданию........... . . . 4
Роль русских ученых в развитии металловедения и термической
обработки металлов 5
Г лава I. Физические величины . 8
1. Механические величины 8
2. Тепловые величины « 9
3. Электрические величины s . . . , . . 10
4. Некоторые свойства элементов и веществ, встречаю-
щихся при термической обработке металлов 10
Г лава II. Контроль качества металлов . 14
1. Опредёление твердости металлов 14
2. Выявление трещин в металле . 23
3. Примерное определение состава стали 25
Г лава III. Сталь". . .............. 26
1. Структурные составляющие стали 26
2. - Строение железа и стали. Диаграмма железоуглеро-
дистых сплавов . . 26
3. Легирующие элементы и их влияние на свойства стали 31
4. Химический состав и твердостьt сталей в состоянии
поставки . . 31
5. Примерные назначения марок сталей и сплавов 53
Г лава IV Термическая обработка стали 62
1. Нагрев стали . 62
2. Окисление и обезуглероживание при нагреве 64
3. Отжиг 68
4. Нормализация 68
5. Закалка 69
6. Отпуск » . . 89
Глава V. Химико-термическая обработка 90
1. Цементация 90
2. Азотирование 99
3. Цианирование 101
4. Алитирование . . 106
5. Сульфидирование (сульфатирование) . 114
6. Очистка и травление изделий после термической
обработки , 114
7 Антикоррозионная обработка изделий после термиче-
ской обработки . . 115
1 лава VI. Технология термической обработки............. 116
1. Ориентировочные режимы термической обработки и
механические свойства сталей различных марок . 116
2. Практические указания по термической обработке
изделий 148
Г лава VII. Термическая обработка чугуна .... 200
Г лава VIII. Термическая обработка цветных металлов 204
Г лава IX. Ковка черных и цветных металлов « 224
1. Ковка стали . 224
2. Ковка цветных металлов . .- 230
Г лава X. Изготовление составного режущего инструмента 234
Г лава XI. Оборудование термических цехов, топливо,
материалы, применяемые при термической обработке 242
1. Печи 242
2. Огнеупорные материалы 255
3. Топливо ..................... . 255
4. Приборы для контроля температур 255
Г лава XII. Техника безопасности , 273
Литература 277
Иосиф Соломонович Каменичный
Краткий cnpai очник термиста
Редактор Д. Б, Рикберг. Корректор Р. С. Коган
Подписано к печати 10.X. 1959. Формат 84хЮ8/32. Печ. лист. 14,35. уч.-изд.
лист. 16,34. БФ С7665. Тираж 30.000. Зак. № 544. Цена 6 руб. 95 коп.
Книжно-журнальная фабрика Главполиграфиздата Министерства культуры УССР.
Киев, ул. Воровского, 24
/ мехдничвснив свойства новых экономичных КОНСТРУКЦИОННЫХ МАРОК
СТАЛИ В СОПОСТАВЛении с здменяемыми
Марка СКАЛЫ Номвр ГОСТ'а или техкич. условий Режим термической обработки Гдрднтируемые (минимальные) механические свойства
Закалка от пуск ёт кг/мм2 кг /мм2 8 ф % 0 к кгм/см‘ Рбр мм
Т-РА В *С СРедА охлдждения Т-РА В °C срвда охляжденмя
12ХНЗД гост 4543-48 I 860 И 780 МАСЛО 150 ВОДА или МАСЛО 70 95 11 55 9 —
15ХГНР- ВСШУ62 3-60 830”° МАСЛО 200 ВОЗДУХ 90 110 10 55 10 3,2-3.45
20ХНЗД гост 4543-48 820 МАСЛО 500 ВОДА ИЛИ МАСЛО 75 95 11 55 10 —
29ХГНР ’ чмту 178-59 820’” МАСЛО 200 ВОЗДУХ 120 130 10 50 9 —
12Х2НЧД- гост 4543-48 1880 U 780 МАСЛО 200 ВОЗДУХ 85 110 10 50 9 —
20Х2НЧД гост 4543-48 I860 11780 МАСЛО 200 ВОЗДУХ 110 120 9 45 8 -
14ХГ2Н(С)Р ВС П1У 62 4-60 860 МАСЛО 180-200 ВОЗДУХ 90 110 10 50 9 3.15-3.5
ЗОХНЗ гост 4543-48 820 МАСЛО 530 ВОДА ИЛИ МАСЛО 80 ЮС 9 45 8 —
45ХНМФД гост 4543-48 860 МАСЛО • 460 МАСЛО 135 150 7 35 4 —
35Х2ГСР (3U4-200) ВС1ЛУ62 2-60 880”° МАСЛО 200 МАСЛО ИЛИ ВОДА 180 200 8 28 4 2.6-2.8
880” МАСЛО 460 МАСЛО ИЛИ ВОДА 135 150 9 35 4 2.8-3.05
6В0” МАСЛО 590-620 МАСЛО ИЛИ ВОДА 90 105 12 50 9 3.3-3.5
18ХНВД гост 4543-48 1950 11850 воздух 160 ВОЗДУХ 85 115 12 50 10 —
15Х2Г2СВ ВС1ПУБ2 1-60 860 ВОЗДУХ 180-200 ВОЗДУХ 95 115 12 55 11 3.15-3.4
100 120 12 55 10 3.1-3.3
\15ХНГ2В ВСШУ62 5-60 860 ВОЗДУХ 180-200 ВОЗДУХ 95 115 12 55 11 3.15-3.4
100 120 12 СЛ СЛ • 10 3.1-3.3
Сtc^/icl-cpc^ PgSp&oC^ С5/5 '5з<г<г2. с 4/S2-L tlS.§2— - г= -< д/7^ g<-
БрИН<2/гЛ& QO& £)->. г^л.~ I i <ytx^//. soeozq P ш<хри(са. - /Opw Poki&eM < q 5рИН е.5.Л6 ^/1. 3000а ^/> Uf <^Lp И КО=- /OPJ5! Аза- &7ЛЛ О' / <<
7^ и, схрссрсс. /ОР1Р1 ^ОЛЛ.
<ре>ТП&* yaTKCL. <S Л?Л7 Числа т££р- Ср&сТПр /‘otqjz.^ 2 PM 4k/<-f)i2 Твёр- дссгУ/ ШЛсАЛА/ c.^ ff (Л РСЪ/сЛ. $ Q <? \^>о7пе- </<гт£сс 4ис4с> т<32р- fpcrv (1/рО- /)а- $ <?
5,7о /07 59 445 /93 —-— 29 2Со 3^5 320) 36Ъ 39 53 5 / 635*
5,65 /0.9 6/ 4.40 /87 —— 9/ 26,5 39,5 3/5- 375 40 550 64,5
5. Go /// 64. 4.35 /94. J—*4 92 Z50 40,5 3/0 3^8 560
l 5,55 //4 G4 430 /97 — 93 '29,0 4/5 зло 4о/ 42 575 665
. 5.50 //6 G S 4,25 20/ r— 94 295 4^.0 /95- 4/5 /4 60,0 69,5^
5,45 //& €& 4zo 2o7 %«—— 95 3&S 43 Q ^9 о 429 .J5 G/O 69,5“
2£4o /2/ 67 4,/5 2/2 ——• 96 3/5 435 255 444 4G 62,5 7/,0“
^55 /73 69 4/0 2/7 97 32,0 44.5 290 4#~ GGO ё6^ 4^
\j£36 /26 49 405 Z23 97 34,0 44р 2,75. 47/ 49 74.0
JbZ5_ /z& 7/ 4,oo 229 2^ 92 350 4$5 2 70 495 5/ G9O S 750
5,20 /3/ 72. 3,95 235' 2^2. 99 35,5 475 265 \5/4 52 7О±5
5,/5 'f/e /34 /37 74 75 3,9o 3, 85 24/ Z48 23 24 /ОО ’— ‘Г 36,5 375 455 4_9о_ ЛбО «и ..Л...- ..-К- 2,55 534_ 555 54 56 730 76с 795 2-! 5 '
505 /40 76 3,$O Z56~ 25 «— "'-у 395 ’ 50,0 2,50 572 57 770 *• t 525'
/43 74 3,75 262 26 »» 11 h 39,5 2,45 601 59 20,0 €45“
i^5 /4G 79 3,70 209 29 —> 4/4 5^0 tf €27 6/ 225 €45"
. ^9o /49 90 3,65 277 29 «—— . 4^S 535 —— 1 "-I 62 94р €75“
..i^L /зг 9/ 350 285 3o 4'3,5 _ 545 — т*—- 63 250 2^5 52р“
4 so 1 /56 92 3,55 295 3/ • 4%,5 555 у — • 64 590,
/59 95 35o 302. 32. —-—. 455 565 €5 275 895
4^0 ~4>65_ /63 /67 84 85 3,45 44o з// 32/ 34 ** — ^,0/ 4ёО -. 5^5 5^3~ 11 > 1 - 1 €6 G7~ ^25 295 ^D,C 9/D
4,6o /70 86 335 33/ 35 4& 59,5 — — GZ Э/О , f 4 1 Л5’-
. ^55 /74 97 33o 34/ 36 -м V 5оо €05 - ’ &э 920 92P.
4 So /79 88 325 354. 37 / G/5 •*— 1 7 .A