Свойства сталей после плазменного упрочнения
Исследование заэвтектоидных сталей [9], упрочненных плазменным нагревом, не выявило эффекта торможения трещины в переходной зоне. Кроме того, плазменное упрочнение этих сталей не приводит к снижению трещиностойкости из-за их высокой хрупкости в исходном состоянии.
Плазменное упрочнение с оплавлением поверхности приводит к повышению трещиностойкости на сталях содержащих менее 0,37 % углерода. На сталях с большим содержанием углерода трещиностойкость снижается, что проявляется в межзерновом характере разрушения оплавленного слоя.
Плазменное упрочнение с перекрытием дорожек упрочнения на 30, 50, 75 % существенно повышает трещиностойкость, но несколько снижает износостойкость.
Повышение трещиностойкости и снижение износостойкости обусловлено образованием: зоны отпуска ( с троститно-сорбитной структурой) в месте перекрытия дорожек упрочнения. Регулируя степень перекрытия и режимы упрочнения, можно получить на рабочей поверхности чередующиеся по определенному закону твердые (хрупкие) и мягкие (пластичные) участки.
Табл. 2.18.
Результаты испытаний образцов после комплексного поверхностного упрочнения (температура + 20º С)
|
Технология упрочнения, марка стали |
σ02 МПа |
σв МПа |
δ % |
φ % |
КС МДж/м2 |
К1сД Мпа/м1/2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Закалка ТВЧ + плазменная обработка стали У8 75Х2МФ Закалка ТВЧ + отпуск+плазменная обработка при температуре отпуска, º С У8 200º С 300º С 400º С 75Х2МФ 200º С 300º С 400º С |
920 1180 900 1020 705 1120 1300 980 |
1240 1310 1190 1360 880 1310 1480 1060 |
5 4 2 7 5 2 7 4 |
28 24 16 31 27 14 28 24 |
0,048 0,053 0,030 0,058 0,046 0,027 0,070 0,050 |
5,32 7,47 3,18 8,07 5 14 4,83 9,84 7,34 |
Оценка трещиностойкости материалов после плазменного упрочнения, установление характера разрушения для различных вариантов упрочнения позволило авторам [9] разработать комплексную технологию упрочнения сталей 45, ЗОХГСА, 9ХФ, У8, 75Х2МФ, 150ХНМ, обеспечивающую получение высоких механических свойств, износостойкости и трещикостойкости, табл.2.18
Высокий комплекс механических свойств, а также повышение трещиностойкости и износостойкости получается при использовании комплексного упрочнения
|
Рис. 2.52. Влияние предварительной пластической деформации на механические свойства стали 45 после плазменной закалки |
(деформация + плазменная
закалка), рис.2.52.
Повышение механических свойств после плазменного упрочнения обусловлено образованием
высокодисногоогомартенсита в упрочненном слое.
Увеличение степени дисперсностимартенсита и микротвердости является одной из главных причин повышения трещиностойкости и износостойкостипосле такой комплексной обработки.
Комплексная обработка, включающая в себя закалку ТВЧ + плазменную
закалку + лазерную закалку,
позволяет регулировать эксплуатационные свойства упрочненных деталей, табл.2.19.
Табл.2.19.
Результаты испытаний образцов из стали У8 комплексного упрочнения
(температура испытаний 250º С)
|
Технология упрочнения |
σ02 МПа |
σв МПа |
δ % |
φ % |
КС МДж/м2 |
К1сД Мпа/м1/2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1. Закалка и отпуск + (250º С)+ плазменная закалка 2. Закалка ТВЧ + плазменная закалка + лазерная закалка 3. Закалка ТВЧ + плазменная закалка + лазерная закалка + отпуск 180º С 250º С 300º С 400º С |
980 1150 1200 1020 900 700 |
1300 1510 1580 1390 1080 920 |
6,2 7,8 7,9 7,1 6,2 5 |
29 38 40 38 30 25 |
0,058 0,062 0,064 0,058 0,052 0,048 |
7,8 8,9 9,2 8,2 6,4 4,8 |