Группа легированной конструкционной стали для термического улучшения включает постоянно используемые для ответственных деталей машины, которые должны характеризоваться сочетанием высокой прочности (предел текучести, усталостная прочность) с высокой пластичностью и ударопрочностью (стойкость к хрупкому разрушению).
Эта оптимальная - с практической точки зрения - комбинация механических свойств достигается за счет получения структуры сорбита в результате термического улучшения, то есть комбинированной обработки закалкой со следующим высоким отпуском. Использование этой обработки приводит к некоторому «улучшению» по отношению к стали, используемой в сыром состоянии, или подлежит только нормализации, при которой не было никаких структурных изменений, вызванных упрочнением и отпуском. Поскольку термическое улучшение решающим образом определяет набор используемых механических свойств строительной детали, название «термическое улучшение» было принято несколько десятилетий назад для определения группы стали, используемой для ответственных, очень нагруженных частей машин, которые должны иметь оптимальный набор таких свойств.
В настоящее время это название не является достаточно строгим, поскольку оно касается только части марок стали, подвергаемой усовершенствованию. Обработка термическим улучшением в настоящее время также используется для определенных стальных строительных материалов специального назначения, которые не отличаются своим химическим составом и структурой, которые со временем были отделены от исходной группы стали для улучшения. Основой для такого разделения и придания им отдельного названия было строго определенное направление применения. например, конструкционная сталь для работы при низких температурах. Название «постоянно улучшать» традиционно сохраняется только для оригинальной группы, так называемых машинных сталей. Поэтому важно различать термины «постоянно закаленный» и «постоянно улучшаться» (традиционное название обычной стальной группы).
Поскольку название «постоянно улучшать» не определяет точно группу сталей, необходимо определить, какие именно Марки стали принадлежит ей. Они будут предназначены для ответственных деталей машин, которые в состоянии использования имеют структуру сорбита и соответствуют определенным требованиям прочности при температуре окружающей среды.
Эта группа не включает сталь:
- предназначены для работы при температурах, вызывающих значительные изменения прочностных свойств (ниже прибл. -10 ° C и выше прибл. + 300 ° C),
- предназначены для работы в средах, требующих повышенной коррозионной стойкости,
- с особыми технологическими свойствами (особая уязвимость к сварке или механической обработке),
- которые после термического улучшения подвергаются дополнительным другим обработкам (например, азотированию, поверхностному упрочнению и т. д.).
Стали, которые требуют выполнения этих дополнительных требований, классифицируются на отдельные группы, например, стали, которые можно сваривать на постоянной основе с повышенной прочностью, стали для свободной резки, стали для упрочнения поверхности или стали для азотирования , постоянно работающий при низких температурах, устойчиво к коррозии ,
Из этой группы сталей для улучшения, некоторые из специальных сталей также исключаются:
- традиционно изолированный подпружиненные стали , отличаясь от других сталей, которые должны быть улучшены с немного более высоким содержанием уголь и более низкая температура отпуска,
что позволяет вам получить больше долговечности,
- постоянно, рассчитан на очень большой поковки Отличается высокой бейнитной прокаливаемостью, что позволяет получить хорошую прочность на больших сечениях.
После рассмотрения всех этих ограничений «так называемые» постоянно совершенствуются . Стали общего назначения, включенные в PN-72 / H-84030
PN-72 / H-84035. Это стали со средним содержанием углерода (обычно 0,30 ÷ 0,40% С), в основном низколегированные, с общим содержанием легирующих элементов не более 3%, реже среднелегированные, в которых общее содержание этих компонентов составляет 3-5%, в исключительных случаях только случаи превышающие 5%.
Основными легирующими элементами, содержащимися в этих сталях, являются: марганец, кремний, хром, никель и молибден, реже ванадий и вольфрам.
Химический состав этих материалов иногда является основой для их дальнейшего разделения, например, для хромоникелевых сталей, хромомолибденовых сталей, хромоникелевых молибденовых сталей и т. Д. Из-за высоких требований к полезности они неизменно имеют более высокое качество, в котором содержание фосфора и серы ограничено до макс. 0,035% каждого элемента, а в некоторых случаях до макс. 0,025% или даже меньше (электрошлаковые переплавленные стали).
При определении стали для улучшения, упомянутой выше, следует отметить, что важной и отличительной чертой этих материалов является структура, полученная в результате улучшения, обусловливающая достижение оптимальных механических свойств. Обработка термическим улучшением не всегда дает одинаковые структурные эффекты, и, следовательно, степень «улучшения» свойств может быть различной. Этот эффект может быть полным (соответствующим получению структуры сорбита) или неполным (смесь сорбита и других структурных компонентов, структура прощенного нижнего бейнита); в последнем случае оптимальные свойства не достигаются. Диапазон этого эффекта также может быть ограничен только поверхностными слоями конструктивной части, в которых критическая скорость охлаждения была достигнута во время закалки.
Важной особенностью конструкционных сталей для термического улучшения является возможность получения разнообразной структуры (в зависимости от многих переменных, таких как химический состав стали и ее прокаливаемость, размеры закаленного объекта, метод охлаждения при закалке), и следствием этого является возможность значительного разброса значений прочностных свойств.
Структура и прочностные свойства стали для термического улучшения
Оптимальные механические свойства улучшающих тепло сталей зависят от структуры, созданной в результате их упрочнения и отпуска. Очень важно определить условия, при которых эта желаемая структура может быть получена. Информация по этому вопросу представлена двумя основными характеристиками, характеризующими конструкционную сталь для термического улучшения:
- прокаливаемость, то есть способность образовывать мартенситную структуру при закалке, свойства которой можно определить из диаграмм превращения аустенитный , кривые упрочнения или критические диаметры,
- восприимчивость мартенситной структуры к отпуску
Прочностные свойства конструкционных сталей зависят от структуры, получаемой после упрочнения. Эти свойства могут варьироваться в широких пределах, в зависимости от прокаливаемости стали, размера поперечного сечения закаленного объекта и метода охлаждения; в качестве наиболее характерных следует упомянуть следующие три случая:
1 Если после закалки в стали присутствует только мартенситная структура или, по крайней мере, с большой, преобладающей долей мартенсита, после следующего отпуска получается структура сорбита, демонстрирующая оптимальное сочетание высокой прочности (Re, Rm) и пластичности (A, Z, K); Достигнутые значения этих свойств зависят от температуры отпуска. По сравнению с другими составами сорбитол показывает в основном:
- высокое значение отношения (Re: Rm) • 100, которое обычно составляет около 90% и практически не зависит от химического состава стали,
- низкая температура хрупкого перехода, однако, в зависимости от химического состава стали, способа охлаждения после отпуска и других факторов.
2 По мере уменьшения доли мартенсита в упрочняющей структуре и увеличения доли других структурных компонентов (нижнего и верхнего бейнита, перлит и феррит ) при той же температуре отпуска прочность на разрыв будет уменьшена, причем такая структура (состоящая из "сорбита и других структурных компонентов) характеризуется:
- уменьшение соотношения (Re: Rm) • 100 в зависимости от типа неметерезитных компонентов и их доли в упрочняющей структуре;
для бейнита это соотношение обычно колеблется между 74 ÷ 85%,
для феррито-перлитных структур в пределах 60 ÷ 70%, а иногда и меньше,
- повышение температуры промежуточной хрупкости до примерно 0 ° С и даже выше, при этом при комнатной температуре "ударопрочность обычно снижается по сравнению со структурой сорбита";
- значительное снижение прочности на растяжение - без улучшения удлинения (A) и сужения (Z).
3 В некоторых особых случаях достижение высокой прочности возможно только тогда, когда стальная конструкция является бейнитной. Это относится к упрочнению очень больших поперечных сечений, которые нельзя охлаждать со скоростью, необходимой для получения мартенсита. В обычных легированных сталях для улучшения получаются неабатентные конструкционные компоненты с низкой твердостью и низким пределом текучести, обычно менее 40 кг / мм2 (около 30 Н / мм2). Однако при изменении химического состава стали иногда можно получить более низкую бейнитную структуру, образованную из аустенита при температурах, близких к температуре мартенситного превращения, в широком диапазоне скоростей охлаждения. Вследствие того, что прочностные свойства донного бейнита и мартенсита схожи, поэтому после отпуска достигается высокая пластичность, то есть удар, относительное удлинение и удлинение, достигающие значительной прочности (Re до 7 кгс / мм 2, - около 690 Н / мм 2). перетяжки. Такой набор прочностных свойств в группе жаропрочных сталей показывает только некоторые стали (например, 25H2N4WA); это характерно для так называемого бейнитная сталь, предназначенная для тяжелых поковки с высокой прочностью в соответствии с отраслевым стандартом BN-65 / 0661-01.
Символ марки стали согласно PN в обозначении вида: число в начале означает среднее содержание углерода в сотых долях%, за которым следуют буквы, обозначающие:
H - Chrome
G - Марганец
S - Кремний
N - никель
М - молибден
F - Ванадий
W - вольфрам
затем, если после букв стоят цифры, они означают среднее содержание данного компонента в%.
Если в конце стального знака есть буква A, это означает более высокое качество или уменьшенное содержание. сера и фосфор , 
Конструкционная сталь для термического улучшения (марки по PN, эквиваленты и заменители стали, химические составы и характеристики по ГОСТ, EN, DIN, ASTM и другим стандартам)
12ХН3А - хромоникелевая сталь 1,5752.15CrNi13
20ХН3А - хромоникелевая сталь
30ХГСА - хромомарганцево-кремниевая сталь
30ХГСНА - хромомарганцево-кремниево-никелевая сталь
30Х2Н2М-хромоникелево-молибденовая сталь 30ХрНиМо8,1.6580
30НМ - хромомолибденовая сталь 34CrMo4, 1,7220
36HNM-хром-никель-молибденовая сталь 36CrNiMo4, 1,6511, 1,6773, 36NiCrMo16,39NiCrMo3, 1,6510
37HS - хром-кремниевая сталь
40H2MF -fixed хром-молибден-ванадиевой
40HNMA-хром-никель-молибден-сталь AISI 4340, 40NiCrMo6, 40NiCrMo7,1.6565
45HN - хромоникелевая сталь
45HNMF / 45HNMFA - хром-никель-молибден
-wanadowa
Другие конструкционные легированные стали
конструкционная легированная сталь для цементации
конструкционная легированная сталь для азотирования
конструкционная легированная сталь
конструкционная легированная сталь
легированная конструкционная сталь для термического улучшения
легированная конструкционная сталь для работы при повышенных температурах - котельная сталь
