В результате обработки некоторые детали машин должны иметь твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 15ХФ. (Решение → 339)

Заказ №39301

В результате обработки некоторые детали машин должны иметь твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 15ХФ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режимы термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на свойства данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Сталь 15ХФ – сталь конструкционная легированная. Содержит 0,15%С; 1%Cr, до 1%V. Полный химический состав представим в таблице 4. Таблица 4 – Химический состав стали 15ХФ C Si Mn Ni S P Cr V Cu 0.12 - 0.18 0.17 - 0.37 0.4 - 0.7 до 0.3 до 0.035 до 0.035 0.8 - 1.1 0.06 - 0.12 до 0.3 Применяется для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распределительные валики, плунжеры, копиры) Так как сталь 15ХФ является малоуглеродистой, т.е. содержит С<0,25%, закалку она не воспринимает, однако, она подвергается химико-термической обработке- цементации. Цементация проводится при нагреве на 920 -9500С в специальных цементационных печах. Насыщение поверхности углеродом идет со скоростью 0,15мм/час. Исходя из требований, предъявляемых к детали, считаем, что необходимо выполнить следующие операции термической обработки для повышения износостойкости рабочей поверхности детали. - цементация - закалка -низкий отпуск. Цементация – это поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости. Закалка после цементации выполняется для упрочнения рабочей поверхности до HRc 59…63, а сердцевина остается не упрочненной относительно мягкой и пластичной. В таком состоянии деталь наиболее работоспособна и хорошо противостоит как ударным, так и истирающимся нагрузкам. Низкий отпуск применяется для снятия внутренних напряжений. Основными легирующими компонентами являются: хром, ванадий. Хром (Сг) повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость.