Закалка и отпуск стали 65Г: твердость, технология, видео

Режим термической обработки рессор из стали 65Г

Для производства общеупругих элементов используется легированная пружинная сталь.
Особенностью эксплуатации деталей как упругих элементов является то, что они в основном используют упругие свойства стали и не допускают возникновения пластической деформации под действием нагрузки (статической, динамической, ударной.

В связи с этим сталь должна обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям, т е высокими пределами упругости (текучести) и выносливости при достаточной пластичности и сопротивлении хрупкому разрушению.

Важными свойствами стали этого типа являются стойкость к релаксации напряжений и прокаливаемость. Для выполнения этих требований сталь должна иметь однородную структуру, т е хорошую прокаливаемость и сквозную прокаливаемость (мартенситная структура по всей части детали после закалки).

Наличие в структуре стали феррита, продуктов эвтектоидного распада, остаточного аустенита снижает упругие свойства детали. Известно, что сопротивление малым пластическим деформациям увеличивается с уменьшением размера зерна в стали.

К группе универсальных пружинных сталей относятся перлитные стали с содержанием углерода 0,5. 0,7 %, который для улучшения свойств (прокаливаемость, предел выносливости, релаксационное сопротивление, мелкозернистая структура) дополнительно легируют кремнием (1,5,2,8 %), марганцем (0,6,1,2 %), хромом (0. 2,1,2%), ванадий (0,1,0,25%), вольфрам (0,8,1,2%), никель (1,4,1,7).

Читайте также: Сталь 9ХС — свойства, интерпретация, применение

Эксплуатационные свойства стали приобретаются после термической обработки, состоящей из закалки и средней закалки (350. 5200С) на закалку (рис. 1а).

Применяется также изотермическая закалка в нижний бейнит (рис. 1б).

термически упрочняемая легированная сталь

В соответствии с поставленной задачей необходимо выбрать режим термической обработки стали 65Г. Сталь устойчива к росту зерна. Обладает высокими механическими свойствами.

Возьмем первый вариант термической обработки (рис. 1а): закалка и средний отпуск. По ГОСТ 14959-79 температура застывания для 65Г составляет 840-8600С (АС3=7880С).

Мы используем масло в качестве охлаждающей среды.

Последующий отпуск проводят при температуре 420-450°С (выше температуры необратимого отпускного охрупчивания). Полученная структура отпущенного тростита (мелкозернистая ферритно-цементитовая смесь) будет обеспечивать высокую стойкость к малой пластической деформации при достаточных значениях пластичности и вязкости (рис. 2а, б) при НRC = 40,50.

Заданный режим термической обработки (рис. 3) обеспечивает следующие свойства (минимум): s 0,2 > 1270 МПа; допустим > 1470 МПа; г > 12%; у > 42%; НВ» 3900 — 4800 МПа (отпуск 4500).

Сталь 65Г – сталь перлитного класса. Кремний немного поднимает точку А3 и опускает А4. Критические точки стали АС1 — 7520С, АС3 — 7880С. По содержанию углерода сталь относится по структуре отжига к доэвтектоидной стали, но кремний сдвигает точку S диаграммы Fe-Fe3C до 0,7% С, т.е сталь становится почти эвтектоидной. Поэтому необходимо проводить полную закалку (температура А3 — 30-500С, т.е. «840-8600С»). При полной закалке сталь нагревают до однофазной мелкозернистой аустенитной структуры (рис. 4).

Последующее охлаждение в масле со скоростью, превышающей Vкр (самая низкая скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит), приводит к образованию мелкозернистого мартенсита (рис. 5)

VK — наименьшая скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит. Рассмотрим превращения, происходящие в стали 65Г при ее нагреве от исходной равновесной структуры F + Z. На практике при нормальных скоростях нагрева (электропечи) под закалку перлит сохраняет свою пластинчатую или зернистую структуру вплоть до температуры АС1 (до до 7520С) для стали 65Г). При температуре AC1 перлит в стали превращается в аустенит. Кристаллы (зерна) аустенита в основном образуются на границах ферритной и цементитной фаз. При этом параллельно развиваются два процесса: полиморфный переход Fea ® Feg; растворение аустенита в цементите.

Представим себе общую схему преобразования P(F+C)? A1 ® (F + C + A)1 ® (A + C)2 ® (A гетерогенный)3 ® (A гомогенный)4 полное растворение цементита и получение гомогенного аустенита.

На рис. 6 показано, что фазовая кристаллизация приводит к измельчению зерна в стали. В то же время, чем дисперснее перлитная структура (F + C) и выше скорость нагрева стали, тем больше зародышей аустенита, а следовательно, увеличивается дисперсность продуктов его распада. Увеличение дисперсности продуктов распада аустенита приводит к повышению пластичности, вязкости и снижению чувствительности к концентраторам напряжений. Рассмотрим изменение структуры стали при масляном охлаждении. При непрерывном охлаждении стали со скоростью, превышающей критическую скорость (рис. 5), аустенит превращается в мартенсит. Мартенситное превращение развивается в стали с большой скоростью (1000-7000 м/с) в интервале температур Mn. Мк. При этом следует учитывать, что с увеличением % С точки Mn и Mc уменьшаются, а введение кремния их увеличивает.

Это видно из рис. 7 видно, что температуры Mn и Mk в основном определяются химическим составом стали. В результате закалки стали 65Г в структуре помимо мартенсита может присутствовать некоторое количество остаточного аустенита. Возможность мартенситного превращения в стали объясняется наличием принципа структурно-размерного соответствия между аустенитом — плоскостью (111) и мартенситом — плоскостью (110), т е переход g ® а является бездиффузионным. Превращение аустенита в мартенсит происходит за счет кооперативного смещения только атомов железа на расстояние, меньшее межатомного расстояния. Образовавшийся мартенсит представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в железе и имеет тетрагональную кристаллическую решетку. Атомы углерода в основном занимают октаэдрические поры. Образование мартенсита в результате закалки приводит к высоким внутренним напряжениям, увеличению твердости, прочности (фазовая закалка), но при этом повышается склонность стали к хрупкому разрушению, что требует дополнительной последующей закалки.

Легированные и углеродистые материалы

Этот тип материала используется для производства жестких (силовых) упругих элементов. Причиной такого конкретного применения было то, что высокий модуль упругости этой стали значительно ограничивает упругую деформацию детали, которая будет изготовлена ​​из пружинной стали. Также важно отметить, что данный вид продукции является высокотехнологичным и при этом достаточно доступным. Помимо применения в автомобиле- и тракторостроении, этот вид материала также широко применяется для изготовления силовых элементов различных устройств. Чаще всего детали, изготовленные из этой стали, называют одним общим названием – общепружинная сталь.

Для обеспечения требуемых характеристик силоупругих элементов необходимо, чтобы пружинная сталь имела высокий предел не только по упругости, но и по выносливости, а также релаксационному сопротивлению.

Закалка пружинно-рессорной стали 65г

И холодная сталь душу греет. Ара Багдасарян

Мастерская «Зброевый фальварак» уже несколько лет занимается изготовлением мечей и другого холодного оружия для рыцарских праздников. Основное качество стали, с которой работает наша мастерская, это сталь 65г.

Эта сталь благодаря своим свойствам считается одной из лучших для производства длинноклинкового оружия, предназначенного для рыцарских турниров.

А вот свойства стали, которые приобретаются при изготовлении меча, во многом являются результатом правильной термической обработки. Так как закалена сталь 65г?

Стальной нагрев, цвет в зависимости от температуры

Согласно инструкции термическая обработка клинка должна проходить при следующих показателях: закалка 830 (масло), закалка 470 (воздух) HRC 38-45 закалка 810 (масло), закалка 360 (воздух) HRC 44-49 закалка 830 (масло), отпуск 200 (воздух) HRC 44-49 В зависимости от толщины и площади детали при закалке от 200 до 400 градусов может быть достигнута твердость 55 ед. Для нашей мастерской мы обеспечиваем закалку лезвия 52-55 единиц соответственно, лезвие проходит закалку при температуре 830, и отпуск при 200 градусах. Конечно, это большая твердость для стали 65г, в этом процессе самое главное опыт термиста, ведь неправильно закаленный клинок станет хрупким.

Необходимо, чтобы лезвие было достаточно мягким, т.е при ударе о край лезвия не было сколов, лезвие должно быть загнутым и не зазубренным. Испытания в нашей мастерской показали, что наши лезвия соответствуют этим требованиям. Но еще раз хочу повторить, что когда дело доходит до термообработки, самое главное – это опыт терапевта. Фактический процесс термической обработки стали выглядит следующим образом: перед закалкой лезвие необходимо нагреть, а затем поместить на коробчатый или U-образный противень и покрыть слоем отработанного угольного газификатора (также можно использовать буру, обладает положительными свойствами

Лезвие после термической обработки в среде требует сверла без шлифовки.Затем печь нагревают до температуры 830 градусов и выдерживают определенное время, в зависимости от толщины заготовки, в нашем случае лезвия. Затем меч вынимают из печи и опускают в бак с маслом.Нужно помнить,что накаленные детали с древесным углем могут вспыхнуть и поэтому нужно соблюдать осторожность при проведении этого процесса.Нужно также не забывать,что детали не должны успеть остыть после того, как они вынуты из печи.То есть маслобак должен находиться на очень близком расстоянии от печи.

Правильно будет после закалки в масле обезжирить заготовку в горячем (90 градусов)) водный раствор ПАВ, например Фери или более дешевые аналоги. В крайнем случае можно обезжирить лезвие таким образом: дать маслу стечь, и высушить при температуре ок. 300 градусов, 2 часа, в результате масло высохнет, после чего можно его закалить до заданной твердости. Мелкие заготовки охлаждают на воздухе, крупные — в закрытом помещении (боксе). Если нет требований по твердости, можно вообще не греть. Проведите нормализацию отжигом. Получите мелкозернистую, гладкую текстуру. Когда дело доходит до отпуска, есть правило. Чем больше в стали углерода, тем ниже должна быть скорость нагрева (это правило распространяется и на отжиг и закалку). Вообще этот процесс требует большого опыта, т.е делать все по инструкции в данном случае не получится. Поэтому ищите хорошего термиста или готовьтесь к серьезным испытаниям и материальным затратам.

Термообработка

Этот этап работы необходим для редактирования структуры материала. Режимы термической обработки состоят из нагрева и последующего охлаждения. И здесь необходимо следить за скоростью этого процесса. Эта активность существенно меняет свойства продукта, но химический состав остается неизменным.

Термическая обработка стали 65Г

Существует три метода изменения атрибутов:

• закалка стали 65Г. Он основан на рекристаллизации и состоит из более жесткого нагрева с последующим охлаждением в воде или масле. Все манипуляции рекомендуется проводить аккуратно, иначе возникнут ошибки в виде трещин или перекосов;
• праздничный день. Выполняется после закалки или для увеличения твердости. Закаленный металл имеет повышенную жесткость и хрупкость. Для снижения этого параметра вещество нагревают до заданной температуры, а затем медленно охлаждают на открытом воздухе;
• отжиг. Этот метод используется, когда объект необходимо согнуть или обработать режущим устройством. Для этого изделие помещают в печь, которую нагревают до 800-900°С, а затем постепенно охлаждают.

Это технологическое мероприятие незаменимо, и его часто используют для изготовления моделей из цветных металлов.

Сортамент

Российские производители поставляют сталь 65Г следующих видов:

• сортовой прокат (в том числе фасонный);
• калиброванный стержень различного сечения – круг, квадрат, прямоугольник, шестигранник;
• полированный слиток и серебро;
• лист;
• группа;
• группа;
• провод;
• ковка.

На основе этих заготовок изготавливаются изделия более сложной формы. Так, плоские пружины делают из ленты, полос или стальных пластин, круглые – из стержней или проволоки.

Для производства автомобильных рессор используются специальные полосы (ГОСТ 33556-2015). Типичная ширина таких листов: 55, 65, 75, 90, 100 и 120 мм, толщина – от 4,5 до 14 мм. Форма профиля, помимо обычной, может быть специальной: Т-образной, трапециевидной, трапециевидной, желобчатой.

Полоса холоднокатаная из рессорно-пружинной стали 65Г выпускается толщиной от 0,1 до 4 мм, шириной от 4 до 465 мм (по ГОСТ 2283-79), полоса горячекатаная — толщиной до 14 мм и шириной до 630 мм широкий (ГОСТ 14959 -2016). Пружинные ленты используются не только для изготовления пружин, но и для многих других изделий. Так, для изготовления ножей в качестве основы используются полосы или ленты из стали 65Г.

Изготовление пружины своими руками

Чтобы сделать родник в домашних условиях, нужно определить следующие характеристики:

• качество стали, из которой будет изготовлено изделие;
• диаметр проволоки;
• количество перевязок;
• шаг катушки.

Самоделку можно сделать на оправке и с помощью шуруповерта. Также понадобятся кусачки, молоток, тиски, источник тепла (духовка, газовая горелка, огонь), охлаждающая жидкость и дополнительные приспособления.

Самый простой способ изготовления – намотать проволоку на стержень подходящего диаметра вручную. При этом необходимо следить за тем, чтобы витки плотно прилегали друг к другу.

Процесс изготовления пружины отверткой можно увидеть на видео:

При изготовлении изделия своими руками необходимо соблюдать следующие простые правила:

1. Провод должен быть идеально прямым. Если изделие изготовлено из неровной или старой пружины, ее необходимо отрегулировать.
2. На кабеле не должно быть ржавчины, масел и других загрязнений. Для этого используют раствор соды или химические средства для растворения масел и удаления ржавчины. Шнур рекомендуется протирать опилками.
3. Проволока диаметром более 2 мм перед намоткой должна быть подвергнута процедуре отжига путем нагревания докрасна (температура не более 400 °С) и охлаждения на воздухе.
4. При намотке необходимо проверять положение витков по отношению друг к другу. Они должны хорошо подходить один к одному.

Лечить родники в домашних условиях можно несколькими способами: с помощью газовой горелки, прогревая в кирпичной или каменной печи или просто на костре. Нагрев следует проводить до температуры ок. 870°С. На глаз это определяется по цвету провода: в процессе нагрева он становится почти белым. Затем его необходимо поместить в масло (трансформаторное, шпиндельное или другую жидкую среду), что вызовет медленное охлаждение. Помните, что быстрое охлаждение может привести к появлению трещин, что негативно скажется на качестве пружины.

В производственных условиях пружины помещают в сетчатую корзину, иногда их предварительно подогревают (в зависимости от качества стали). Эта корзина помещается в сушильный шкаф, который нагревается до нужной температуры и выдерживается в течение определенного времени для прогрева материала по всему сечению. С этой же целью пружины крепятся проволокой или помещаются в специальный зажим. Время выдержки для каждой марки стали рассчитывается и подбирается с учетом материала пружины и ее диаметра. В производстве обычно используются специальные схемы. В зависимости от этих параметров выбирается и отверждающая среда. Это может быть масло, жидкая огнетушащая среда, воздух и т д. Жидкой средой является вода, в которую в определенных количествах добавляют мел, известь или мыло. Наличие этих элементов в водной среде позволяет снизить скорость охлаждения и избежать появления трещин в металле пружины.

В домашних условиях в качестве жидкой среды обычно используют мыльный раствор или трансформаторное масло, которые заливают в емкость в достаточном количестве. Пружины необходимо полностью погрузить в него и охладить там до комнатной температуры.

Изготовленную кустарным способом пружину рекомендуется выдержать некоторое время в сжатом состоянии. Обычно время воздействия находится в пределах от 20 до 40 часов.

Исходный химический состав стали и требования к деталям, изготавливаемым из неё.

Что касается категории низколегированных сталей, то сталь 65Г относительно дешева, что обуславливает ее широкое и эффективное применение. Среди основных компонентов:

• углерод (в пределах 0,62…0,70 %);
• марганец (в пределах 0,9…1,2 %);
• хром и никель (до 0,25…0,30 %).

Все остальные компоненты — медь, фосфор, сера и так далее — являются примесями и допускаются в химическом составе этого материала в количествах, ограниченных госстандартом.

При достаточной твердости (например, после нормализации поверхности она должна быть не менее 285 НВ) и прочности при растяжении (не менее 750 МПа) сталь 65Г имеет достаточно высокую для своего класса ударную вязкость — 3,0…3,5 кг∙м/ см2. Это дает возможность использовать материал для изготовления ответственных деталей подъемно-транспортного оборудования (особенно катящихся колес на мостовых кранах, катков), а также пружинных шайб и пружин неответственного назначения.

Следует отметить, что пружинные детали из стали 65Г плохо свариваются, а также не могут выдерживать периодически возникающие растягивающие напряжения (относительное удлинение не превышает 9%), в связи с чем не могут применяться в неразъемных конструкциях машин и механизмов.

В процессах холодной пластической деформации сталь становится очень малопластичной даже при малых (до 10 %) деформациях, поэтому при необходимости изготовления из нее больших пружин необходимо применять подогрев исходных заготовок, даже для листовой штамповки. Но даже в горячем состоянии предельные степени деформации стали 65Г не превышают 50…60%.

Несмотря на то, что предел прочности материала при растяжении при деформационном упрочнении возрастает до 1200…1300 МПа, этих показателей недостаточно для придания конечному изделию (например, пружинам) необходимой эксплуатационной прочности. Поэтому закалка и отпуск стали 65Г обязательны.

Общие параметры

Вещества, входящие в состав этого материала, и его дальнейшая термическая обработка обеспечивают:

• высокая износостойкость;
• хорошая ударная вязкость;
• сопротивление разрыву;
• высокая ударопрочность.

Отсутствие большого количества легирующих элементов обусловливает относительно низкую цену этой стали.

Для достижения заданных параметров сталь марки 65Г подвергают закалке при температуре от 800 до 830 ºС. Отпуск проводят при температуре от 160 до 200 ºС, такой отдых называют высоким. Охлаждение осуществляется на воздухе. Такие режимы термообработки позволяют получить изделие с поверхностной твердостью 45-47 HRC.

Технолог при проектировании процесса термической обработки должен помнить, что сталь 65Г и ее аналоги не боятся перегрева, но при проведении закалки в верхних точках температурного диапазона возможно снижение ударной вязкости.

Аналоги

Российские

Среди аналогов российских сплавов можно выделить:

1. 55С2. Сталь этой марки обладает высокой прочностью и эластичностью, поэтому ее используют для изготовления деталей, используемых в трении:
   • шестерни;
   • ось;
   • повязки;
   • лемех;
   • муфты коробки передач;
   • корпуса форсунок и т.д.
2. 9ХС. Инструментальный сплав, пригодный для изготовления деталей, материал которых должен быть прочным, прочным на изгиб, скручивание, контактное напряжение, а также эластичным. Эта сталь используется для:
   • сверлить;
   • подметать;
   • краны;
   • дверь;
   • фрезы;
   • штампы холодной обработки;
   • и многие другие детали.
3. 50ХФА. Сталь конструкционная пружинно-пружинная, применяемая для изготовления тяжелонагруженных ответственных деталей, которая должна обладать следующими свойствами: высокой усталостной прочностью и работоспособностью при температурах до 300 °С.

Зарубежные

• 66Mn4 (Германия). Сплав по международному стандарту DIN.
• G15660 (США). Сталь, соответствующая международному стандарту UNS.

Что такое нормализация стали и описание данного процесса

Часто в производственных целях возникает необходимость изменить параметры стали, одним из способов сделать это является термическая обработка. В принципе, большинство технологий термообработки связаны с изменением структуры стали посредством нагрева, выдержки и охлаждения.

Несмотря на то, что все эти технологии имеют одну цель и принцип работы, все они отличаются температурным и временным режимами. Термическая обработка может быть как промежуточным, так и завершающим технологическим процессом при производстве. В первом случае материал таким образом подготавливается к дальнейшей обработке, а во втором приобретает новые свойства.

Одной из таких технологий является нормализация стали. Так называется термическая обработка, при которой материал нагревается до температуры на 30-50 градусов выше, чем Ast или Ac3, а затем охлаждается в неподвижном воздухе.

Принципы нормализации

Как и другие технологии термической обработки, нормализация может быть как промежуточной, так и конечной операцией по улучшению структуры стали. Чаще всего ее применяют в первом случае, как завершающую процедуру, нормализация применяется в основном при производстве сортового проката типа рельсов, швеллеров и не только.

Ключевая особенность нормализации заключается в том, что сталь нагревают до температуры на 30-50 градусов выше верхних критических значений, а материал выдерживают и охлаждают.

Та или иная температура выбирается в зависимости от типа материала. Заэвтектоидные материалы нормируются при температуре от Ас 1 до Ас 3, а доэвтектоидные – при температурах выше Ас 3. В результате материалы первого типа приобретают одинаковую твердость, так как углерод входит в раствор в одинаковом количестве, а также фиксирует аустенит в том же количестве. В состав входят цемент и мартенсит.

Этот состав повышает износостойкость и твердость заэвтектоидного материала. Если высокоуглеродистую сталь нагреть выше Ac 3, рост аустенитных зерен увеличится и, следовательно, возрастут внутренние напряжения. Концентрация углерода также увеличится, в результате чего температура мартенситного превращения снизится. В результате материал становится менее прочным и твердым и поддается изменению.

А доэвтектоидная сталь при нагреве выше критического показателя становится очень вязкой. Это связано с тем, что в малоуглеродистой стали образуется мелкозернистый аустенит. Этот компонент после охлаждения превращается в мелкозернистый мартенсит. Температурные показатели в интервале между Ас 1 и Ас 3 нельзя использовать для обработки, так как в этом случае в структуру доэвтектоидной стали поступает феррит, который после нормализации снижает твердость, а после закалки — ее механические свойства.

Время воздействия зависит от степени гомогенизации структуры материала. Нормативным показателем является часовая выдержка из расчета на толщину 25 мм. Интенсивность охлаждения в некоторой степени определяет размер пластин и количество перлита.

Эти величины взаимозависимы. Больше перлита будет образовываться при увеличении интенсивности охлаждения, уменьшении расстояния между пластинами и толщины. Все это повышает твердость и прочность нормализованного материала. Из-за низкой интенсивности охлаждения формируется материал с меньшей твердостью и прочностью.

Если обрабатываются объекты с большими перепадами сечения, необходимо уменьшить термическое напряжение, чтобы предотвратить коробление при нагреве или охлаждении. Перед началом работы их также следует разогреть в соляной ванне.

При снижении температуры продукта до нижней критической точки охлаждение можно ускорить, поместив его в воду или масло.

Назначение процесса

Нормализация предназначена для изменения микроструктуры стали, она заключается в следующем:

• снижает внутренние напряжения;
• рекристаллизует крупнозернистую структуру сварных швов, отливок или поковок.

Цели нормализации могут быть совершенно разными. С помощью этого процесса можно увеличить или уменьшить твердость стали, а также прочность материала и его ударную вязкость. Все зависит от механических и термических свойств стали. При такой технологии можно как снизить остаточные напряжения, так и повысить степень обрабатываемости стали тем или иным способом.

Стальные отливки подвергаются такой обработке в следующих целях:

• гомогенизировать их структуру;
• повысить восприимчивость к термическому отверждению;
• для снижения остаточных напряжений.

Изделия, полученные штамповкой, после ковки и прокатки подвергают нормализации для уменьшения неравномерности структуры и ее полос.

Нормализация совместно с закалкой необходима для замены закалки изделий сложной формы или с резкими перепадами сечения. Это предотвратит появление дефектов.

Эта технология также используется для улучшения структуры изделия перед закалкой, повышения его обрабатываемости резанием, устранения вторичной цементной сетки в заэвтектоидной стали и подготовки стали к окончательной термообработке.

Сталь марки 45 и ее особенности

Эта сталь представляет собой сплав железа и углерода. Бли класс 45, благодаря своей твердости, традиционно востребован в различных отраслях промышленности. В этом сплаве доля железа составляет примерно 45 процентов. Свойства материала напрямую связаны с его легирующими элементами и количеством углерода, что очень важно при производстве металлопроката. Тот или иной температурный режим обработки позволяет получить прочное изделие. После нормализации твердость класса 45 напрямую связана с температурой при эксплуатации.

Эта сталь является углеродистой конструкционной сталью. Нормализация должна проводиться на открытом воздухе, а не в специальной печи, в отличие от других технологических операций. Сорт 45 легко и быстро поддается механической обработке, в частности:

• бурение;
• повернись;
• фрезерование.

На основе этой стали производят следующие изделия:

• повязки;
• камеры;
• цилиндры;
• шестерни;
• коленчатые и распределительные валы;
• передаточный вал;
• шпиндели.

Другие методы термической обработки

Помимо нормализации, термическая обработка стали включает следующие процессы:

• отжиг;
• отверждение;
• праздничный день;
• криогенная обработка;
• дисперсионное отверждение.

Принцип реализации и цели каждой технологии одинаковы, но каждая имеет свои отличительные особенности:

• отжиг – благодаря ему структура перлита будет максимально тонкой, так как охлаждение происходит в печи. Отжиг может уменьшить структурную неоднородность, а также напряжения после обработки при литье или под давлением, придать структуре мелкозернистость или улучшить резку;
• закалка — принцип технологии тот же, но температуры выше по сравнению с нормализацией и скорость охлаждения тоже выше. Процесс протекает в жидкостях. За счет закалки повышается прочность и твердость материала, а детали со временем будут иметь низкую ударную вязкость и хрупкость;
• отпуск — отпуск, проводимый после закалки, снижает напряжение и хрупкость. Для этого материал нагревают до низкой температуры и охлаждают снаружи. На фоне повышения температуры прочность на растяжение и твердость падают, а ударная вязкость увеличивается;
• криогенная обработка – благодаря ей материал будет иметь однородную структуру и твердость, эта технология больше всего подходит для закаленной углеродистой стали;
• дисперсионное твердение — окончательная обработка, при которой дисперсные частицы выделяются в твердый раствор после закалки при низкой температуре для придания материала прочности.

Для проведения термической обработки необходимо следующее:

• резервуары для воды и масла;
• наждачная бумага;
• металлографический микроскоп;
• печь с термоэлектрическим пирометром;
• твердомеры по Роквеллу;
• набор микрошлифов (сорбит, мартенсит, феррито-мартенсит и т д).

Выбор способа термообработки для стали

Нормализацию или другой способ термической обработки стали выбирают в зависимости от концентрации в ней углерода. Если материал содержит его в количестве до 0,2 %, наиболее приемлемым методом является нормализация. При наличии углерода 0,3-0,4% подойдет и нормализация, и отжиг.

Тот или иной метод лечения также следует выбирать в зависимости от требуемых характеристик. Нормализация позволит, например, придать изделию мелкозернистую структуру, а по сравнению с отжигом — большую твердость и прочность.

Во многих случаях нормализация является предпочтительным методом обработки материалов, поскольку он имеет много преимуществ перед другими. Во многих отраслях промышленности, особенно в машиностроении, его чаще всего используют для термической обработки.

токар.гуру

Химический состав

В состав марки 65Г входят следующие вещества:

• до 0,65% углерода (С);
• до 1,2% марганца (Mn);
• до 0,4% кремния (Si);
• до 0,2% меди (Cu);
• до 0,25 % хрома (Cr);
• до 0,035 % фосфора (P);
• до 0,035 % серы (S);
• до 0,25% никеля (Ni).

Расшифровка стали

Буква Г означает, что основным легирующим элементом является марганец, а цифра 65 – процентное содержание углерода в сплаве в сотых долях (0,65%)

Наличие марганца в таком количестве повышает эластичность стали и ее прочность на разрыв.

ГОСТ

Эта сталь производится на основании ГОСТ 14959-2016.

Настоящий документ распространяется на горячекатаную и кованую сталь. Кроме того, он регламентирует такую ​​продукцию, как спецпрокат, который предназначен для производства рессорно-пружинных изделий. Этот ГОСТ стандартизирует химический состав проката.

Производители выпускают следующий ассортимент продукции:

• сортовой прокат, в том числе фасонный — ГОСТ 14959-79;
• калиброванный пруток — ГОСТ 1051-73;
• серебро — ГОСТ 14955-77.

Кроме того, металлургические предприятия выпускают плиты различной толщины, круги, полосы, прутки и другие виды продукции.

Применение стали 65Г

Эта сталь и ее аналоги нашли свое применение во многих отраслях промышленности, например, в автомобилестроении, станкостроении и др. практически сталь 65Г и ее аналоги можно найти во всех автомобилях, тракторах, станках, кораблях, т.е, во всем оборудовании, в котором используются пружины, пружины, включая тарельчатые пружины и т д.

Как правило, жесткость пружин находится в пределах от 40 до 50 Rc. ГОСТ определяет методы проверки, максимально приближенные к реальным условиям их работы. При приемке пружинные изделия испытывают на растяжение, сжатие и т д. Кроме того, недопустимо наличие на поверхности готовых изделий царапин, рисок и т д. Дело в том, что рано или поздно их наличие приведет к появлению трещин на поверхности изделий.

Пружины, изготовленные из термически обработанной проволоки, так называемой патентной, или ленты класса Н, Р или В, подвергают операции дополнительной закалки. Необходимо устранить внутренние напряжения, возникающие в процессе производства. Кроме того, такая дополнительная обработка приводит к повышению эластичности готовых изделий. Дополнительный отдых проводят в ванне с селитрой, время отдыха 5 — 10 минут. Кроме того, при выдержке с использованием электропечей технологи должны следить за равномерным прогревом изделий, иначе могут возникнуть внутренние напряжения.

Изделия из отожженной стали подвергают закалке и отпуску. В этом случае отпуск проводят при температуре до 720 ºC.

Пружины, предназначенные для отверждения, могут быть помещены либо в подогреваемые ванны с рассолом, либо в камерные печи.

Существует ряд технологических особенностей производства рессорных изделий из стали 65Г. В частности, небольшие пружины размещают в печах на специальных поддонах. Крупные изделия на специальных приспособлениях, препятствующих скручиванию, это могут быть трубы соответствующего размера.

Имеет смысл отметить, что помимо промышленности сталь 65Г используется для производства холодного оружия – это специальные метательные ножи и турнирные мечи, используемые в исторических реконструкциях. Кстати, именно в этой области применения проявляется один из недостатков этого сплава — низкая стойкость к коррозии. Поэтому листья после использования смазывают касторовым маслом. Специалисты утверждают, что уход за клинковым оружием можно сравнить с правилами ухода за дамасской сталью.

Для производства, например, кухонных или охотничьих ножей эта сталь не лучшее решение, это связано с рядом ее свойств.

Рекомендации при выборе

Сталь 65г вообще не поддается сварке. При изготовлении изделий следует учитывать это свойство.

Также необходимо помнить, что материал чаще всего используется для спортивного холодного оружия. Это связано с хорошей ударопрочностью в сочетании с низкой ценой сырья. Это позволяет иметь снаряды в наличии при низких материальных затратах.

Нож из стали 65Г.

Ножи от 65г не рекомендуется использовать в бытовых целях, например на кухне, где постоянная влажность. Для предотвращения ржавчины режущие инструменты, изготовленные из этого типа, должны храниться в сухих помещениях. Масляное покрытие защитит лезвия от коррозии.

Технология последующего отпуска

Как уже было сказано, для достижения структуры сорбита изделия из стали 65Г подвергают только высокому отпуску при температурах 550…600°С, с охлаждением в неподвижном воздухе. Для особо ответственных деталей иногда проводят дополнительный низкий отпуск. Диапазон температур 160…200 °С с последующим медленным охлаждением на воздухе. Эта технология позволяет избежать накопления термических напряжений в изделии и повышает долговечность. Для закалки можно использовать не только обжиговые, но и электрические печи, оснащенные устройствами для принудительной циркуляции воздуха. Время выдержки изделий в таких печах составляет от 110 до 160 минут (повышенные нормы времени соответствуют деталям сложной конфигурации и значительных сечений).

Не рекомендуется использовать воду и водные растворы солей в качестве рабочих сред при закалке стали 65Г. Ускорение процесса охлаждения, которое вызывает вода, часто сопровождается неравномерным зажиганием.

Итоговый контроль качества закалки заключается в оценке макро- и микроструктуры металла, а также в определении конечной твердости изделия. Поверхностная твердость изделий из стали 65Г должна быть в пределах 35…40 HRC после нормализации и 40…45 HRC — после закалки с высоким отпуском.