Oceľ 40x označuje konštrukčné legované zliatiny. Slovo „konštrukčný“ znamená, že materiál sa používa na výrobu rôznych mechanizmov, konštrukcií a častí používaných v strojárstve a stavebníctve a má určitý súbor chemických, fyzikálnych a mechanických vlastností.
Chemické zloženie
Číslo 40 v označení označuje, že percento uhlíka v zliatine je v rozsahu od 0, 36 do 0, 44 a označenie písmen x označuje prítomnosť legujúceho prvku chrómu v množstve nie menšom ako 0, 8 a nie viac ako 1, 1%. Zliatina ocele s chrómom jej dáva odolnosť voči korózii v oxidačnom prostredí a atmosfére. Inými slovami, oceľ získava nerezové vlastnosti . Okrem toho chróm určuje štruktúru zliatiny, jej technologické a mechanické vlastnosti.
Zvyšné chemické prvky sú súčasťou ocele x 40 v nasledovných množstvách:
- najviac 97% železa;
- 0, 5 - 0, 8% mangánu;
- 0, 17 - 0, 37% kremíka;
- najviac 0, 3% medi;
- najviac 0, 3% niklu;
- najviac 0, 035% fosforu;
- nie viac ako 0, 035% síry.
Fyzikálne charakteristiky
Takmer všetky fyzikálne vlastnosti kovov závisia priamo alebo nepriamo na teplote . Indikátory ako odpor, lineárny koeficient expanzie a špecifická tepelná kapacita sa zvyšujú so zvyšujúcou sa teplotou a hustotou ocele, jej modul pružnosti a tepelná vodivosť sa naopak zvyšujú so zvyšujúcou sa teplotou.
Ďalšia fyzikálna charakteristika, nazývaná hmota, nezávisí takmer od všetkého. Vzorka sa môže podrobiť tepelnému spracovaniu, ochladeniu, procesu, dať jej iný tvar a hmotnosť zostane nezmenená.
Fyzikálne ukazovatele všetkých známych značiek domácich ocelí a zliatin, vrátane opísanej značky, sú uvedené v tabuľkách a umiestnené v metalografických referenčných knihách.
Vplyv tepelného spracovania na kvalitu
Oceľ v pôvodnom stave je skôr plastová hmota a môže byť spracovaná deformáciou. Môže byť kovaná, lisovaná, valcovaná.
Na zmenu mechanických vlastností a dosiahnutie požadovaných vlastností sa aplikuje tepelné spracovanie kovu. Podstatou tepelného alebo tepelného spracovania je použitie súboru operácií na ohrev, držanie a chladenie zliatin pevných kovov. Výsledkom tohto spracovania je, že zliatina mení svoju vnútornú štruktúru a získava určité vlastnosti potrebné pre výrobcu a spotrebiteľa.
Kritické body
Kritickými bodmi sú teploty, pri ktorých sa mení štruktúra ocele a jej fázový stav. Vypočítané v roku 1868 ruským metalurgom a vynálezcom Dmitrijom Konstantinovičom Chernovom, preto sa niekedy nazývajú Chernovské body.
Takéto body sú označené písmenom A. Spodný bod A1 zodpovedá teplote, pri ktorej sa austenit pri ochladení alebo perliti na austenit pri zahrievaní mení na perlit. Bod A3 je horný kritický bod zodpovedajúci teplote, pri ktorej sa ferit začne zrážať počas chladenia alebo sa rozpúšťa pri zahrievaní.
Ak je kritický bod určený ohrevom, potom sa k písmenu „A“ pridá písmeno „c“ a pri ochladení sa pridá index „r“.
Pre túto oceľ je určená nasledujúca teplota kritických bodov:
- 743 * С-Ac1;
- 815 * С-Ac3;
- 730 * C - Ar3;
- 693 * C - Ar1.
Algoritmus pre tepelné spracovanie ocele a zliatin:
vtip:- kalenie;
- opustí;
- normalizácie;
- starnutia;
- kryogénne ošetrenie.
Tepelné spracovanie ocele 40x . Charakteristika teplotného režimu v súlade s požiadavkami GOST 4543–71:
- kalenie ocele 40x v olejovom prostredí pri teplote 860 ° C;
- Dovolenka vo vode alebo oleji pri teplote 500 ° C.
V dôsledku tohto tepelného spracovania získava táto oceľ zvýšenú tvrdosť (číslo tvrdosti HB nie je väčšie ako 217), vysoká pevnosť v ťahu pri pretrhnutí (980 N / m2) a rázová húževnatosť 59 J / cm2.
Pevnosť v ťahu
Čo sa týka mechanických vlastností, je potrebné spomenúť takú dôležitú charakteristiku ako medzu klzu. Ak je aplikované zaťaženie príliš veľké, potom sa štruktúra alebo jej časti začínajú deformovať a nie sú elastické (úplne miznú, sú reverzibilné), ale v kovoch sa vyskytujú plastové (nevratné reziduálne) deformácie. Inými slovami, kov "prúdi."
Medza prieťažnosti je hranica medzi elastickými a elastoplastickými deformáciami. Hodnota medze klzu závisí od mnohých faktorov: spôsobu tepelného spracovania, prítomnosti nečistôt a legujúcich prvkov v oceli, mikroštruktúry a typu kryštálovej mriežky, teploty.
V metalurgii sa rozlišujú pojmy fyzikálna a konvenčná medza klzu.
Fyzická medza prieťažnosti je hodnota namáhania, pri ktorej sa deformácia skúšobnej vzorky zvyšuje bez zvýšenia zaťaženia. V referenčných knihách je táto hodnota označená ako σt a pre značku 40x jej hodnota nie je menšia ako 785 N / mm2 alebo 80 KGS / mm2.
Je potrebné poznamenať, že plastické (ireverzibilné) deformácie sa v kovovom materiáli neobjavujú okamžite, ale postupne sa zvyšujú so zvýšeným zaťažením. Z technologického hľadiska je preto vhodnejšie použiť termín „podmienená (technická) medza klzu“.
Podmienená (alebo technická) medza klzu je namáhanie, pri ktorom prototyp dostáva plastické (nevratné) predĺženie jeho odhadovanej dĺžky o 0, 2%. V tabuľkách je táto hodnota označená ako σ 0, 2 a pre oceľ 40x je:
- pri teplote od 101 do 200 ° C - 490 MPa;
- pri teplote 201 až 300 ° C - 440 MPa;
- pri teplote od 301 do 500 * С - 345 MPa.
Technologické charakteristiky
Stručne povedané, oceľ 40x môže byť charakterizovaná ako pevný a trvanlivý materiál, ktorý vydrží ťažké zaťaženie bez poškodenia. Počet pozitívnych vlastností PC zahŕňa:
- odolnosť voči výkyvom teploty;
- vynikajúce korózne vlastnosti;
- vysoká pevnosť.
Spolu s týmito vlastnosťami má tento materiál, žiaľ, aj nevýhody. Patrí medzi ne:
- ťažkosti pri zváraní;
- tendencia zmierniť krehkosť;
- citlivosť na tvorbu vločiek.
Po zahriatí, po ktorom nasleduje tepelné spracovanie, je opísaná oceľ prístupná ručnému oblúkovému zváraniu (RDS) a elektrošrotovému zváraniu (ESW). Ak sa použije bodové zváranie (CTS), potom je potrebné následné tepelné spracovanie.
Pomalé ochladzovanie konštrukčnej legovanej ocele 40x po popúšťaní vedie k jej krehkosti. Táto nevýhoda chýba pri rýchlom ochladzovaní, ale v tomto prípade sa môže vyskytnúť vnútorné napätie, ktoré spôsobuje deformáciu.
Citlivosť vločiek je tendencia kovu vytvárať vnútorné defekty (dutiny a trhliny), tzv. Aby sa eliminovala táto nevýhoda, je zliatina evakuovaná v panve so súčasným preplachovaním argónom a elektrickým oblúkovým ohrevom.
Sortiment valcovaného kovu
Oceľ 40x sa vyrába a dodáva na trh v nasledovnej forme:
- dlhé výrobky (vrátane tvarovanej ocele) podľa GOST 4543−71, 2591–2006, 2590–2006, 10702−78 a 2879–2006;
- strieborná a leštená tyč podľa GOST 14955−77;
- tyč kalibrovaná podľa GOST 8559−75, 7417−75, 1051−73 a 8560−78;
- pásmo podľa noriem GOST 82-70, 103−2006 a 1577−93;
- rúry podľa GOST 13663−86, 8731−74, 8733−74;
- výkovky podľa GOST 8479−70;
- hrubý plech podľa GOST 19903−74i1577−93.
Doterajší stav techniky Je známy dostatočný počet domácich (40 °, 40 °, 40 °, 40 °, 40 °, 45 °) a zahraničných analógov opísanej kvality ocele.
oblasť použitia
Vďaka svojim vlastnostiam je oceľ 40x široko používaná v rôznych priemyselných odvetviach. Používa sa pri výrobe vačkových a kľukových hriadeľov, náprav a hriadeľových hriadeľov, tyčí, piestov, hriadeľa ozubeného kolesa, vretien, vretien, vretien, skrutiek, koľajníc, puzdier a iných častí, ktorých pevnosť sú zvýšené požiadavky. Táto oceľ sa používa aj na výrobu konštrukcií prevádzkovaných pri nízkych teplotách okolia, napríklad pri výstavbe cestných a železničných mostov v severných zemepisných šírkach.