Выбор термообоработки в зависимости от химического состава сталей

Улучшаемые углеродистые стали.

Детали должны иметь диаметр не более 40 мм. Прочность увеличивается незначительно, но измельчается зерно, повышшаются вязкость и предел текучести.

Применение этого вида термообработки ограничивается сравнительно малой прокаливаемостью. После улучшения сталь сравнительно легко обрабатывается режущими инструментами.

Детали большой толщины закаливают в воде, детали сложной формы — в масле. Очень тонкие детали подвергают ступенчатой закалке или изотермическому улучшению.

Термически улучшаемые углеродистые стали

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,18 850 – 880, масло 620 – 650
0,43 830 – 860, вода; 840 – 870, масло 560 – 670
0,58 800 – 830, вода; 810 – 840, масло 560 – 670
0,65 790 – 820, вода; 800 – 830, масло 530 – 670
Конструкционные стали улучшенные
0,20 – 0,30 830 – 860, вода 600 – 640 55 – 65
0,30 – 0,40 830-860, вода; 850 – 860, масло 530 – 670 55 – 65 40
0,40 – 0,50 820 – 850, вода; 830 – 860, масло 530 – 670 65 – 75 40
0,50 – 0,60 800 – 830, вода; 810 – 840, масло 530 – 670 70 – 80 40
0,55 – 0,65 800 – 830, вода; 810 – 840, масло 530 – 670 75 – 90 40
0,66 – 0,76 800 – 830, масло 470 – 500 среднее значение 110

Улучшаемые марганцевые и марганцевокремнистые стали

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,16 – 0,22 С; 1,00 – 1,25Mn 850 – 870, вода 450 – 650 60 – 70 15
0,26 – 0,96 C; 1,20 – 1,50 Mn 820 – 850, вода; 830 – 850, масло 530 – 670, воздух; только до ∅ 25 мм 65 – 75 40
0,23 – 0,40 C; 1,10 – 1,40 Mn; 1,10 – 1,40 Si 820 – 850, вода; 840 – 880, масло 530 – 680, вода; 530 – 670, воздух 80 – 95 50
0,12 – 0,20 C; 2,00 – 2,40 Mn 810 – 840, вода 550 – 560, вода ≥ 70

Улучшаемые хромистые, хромомарганцевые, хромоникелевые стали

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,35 – 0,42 С; 0,80 – 1,10 Cr 860, масло 550, вода, масло 95, min
0,40 – 0,50 С, 1,20 – 1,60 Cr 840 – 880, масло 580 – 600, воздух 75 – 90
0,33 – 0,38 С; 1,60 – 1,90 Mn; 0,20 – 0,40 Cr 830 – 850, вода; 840 – 870, масло 530 – 650, вода, воздух; только для тонких изделий 75 – 85 50
0,32 – 0,42 C; 1,00 – 1,30 Si; 1,30 – 1,60 Cr 900, вода, масло 630, вода, масло 90

Улучшаемые хромомолибденовые стали

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,17 – 0,24 C; 0,80 – 1,10 Cr; 0,15 – 0,25 Mo 880, вода, масло 500, вода, масло 80 min
0,22 – 0,28 C; 0,90 – 1,20 Cr; 0,15 – 0,25 Mo 830 – 860, вода; 850 – 880, масло 580 – 680, воздух 65 – 80 40
0,25 – 0,33 C; 0,80 – 1,10 Cr; 0,15 – 0,25 Mo 880, масло 560, вода, масло 95

Улучшаемые хромованадиевые стали

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,37 – 0,45 C; 0,80 – 1,10 Cr; 0,10 – 0,20 V 880, вода, масло 650, вода, масло 90
0,17 – 0,27 C; 2,0 – 2,50 Cr; 0,15 – 0,35 V 950 – 980, масло (тонкие изделия в струе воздуха) 650 – 700 75 – 90
0,24 – 0,34 C; 2,20 – 2,50 Cr; 0,10 – 2,20 V 830 – 880, вода; 850 – 890, масло 550 – 650, вода 90 – 115 90
0,24 – 0,30 C; 1,0 – 1,30 Mn; 0,60 – 0,90 Cr; 0,10 – 0,20 V 850 – 870, вода; 860 – 890, масло 550 – 690, вода 90 – 105 50
0,30 – 0,40 C; 0,70 – 1,10 Mn; 0,70 – 1,10 Cr; 0,15 – 0,20 V 830 – 850, вода; 840 – 870, масло 530 – 670, вода, воздух 75 – 85 45
0,47 – 0,55 C; 0,70 – 1,0 Mn; 0,90 – 1,20 Cr; 0,10 – 0,20 V 810 – 830, вода; 830 – 880, масло 530 – 670, вода, воздух 90 – 105 80
0,55 – 0,62 C; 0,80 – 1,10 Mn; 0,90 – 1,20 Cr; 0,10 – 0,20 V 810 – 830, вода; 830 – 880, масло 530 – 670, вода, воздух 90 – 110 90

Улучшаемые хромоникелевые стали

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,32 – 0,40 C; 0,50 – 0,90 Cr; 1,20 – 1,70 Ni 810 – 850, вода; 830 – 870, масло 530 – 640, вода 75 – 85 80
0,40 – 0,55 C; 0,50 – 0,90 Cr; 1,20 – 1,70 Ni 800 – 820, вода; 810 – 850, масло 560 – 640, вода 80 – 90 65
0,25 – 0,32 C; 0,60 – 1,0 Cr; 2,20 – 2,70 Ni 810 – 840, вода; 820 – 860, масло 560 – 640, вода 70 – 85 80
0,10 – 0,17 C; 0,50 – 0,90 Cr; 3,20 – 3,70 Ni 810 – 850, масло, вода 500 – 650, вода 75 – 85 30
0,20 – 0,30 C; 0,60 – 1,0 Cr; 3,20 – 3,70 Ni 810 – 840, вода; 830 – 860, масло 580 – 640, вода 75 – 90 110
0,30 – 0,40 C; 0,60 – 1,0 Cr; 3,20 – 3,70 Ni 810 – 850, масло 550 – 600, вода 90 – 105 120
0,10 – 0,17 C; 0,90 – 1,30 Cr; 3,90 – 4,70 Ni 820 – 860, масло, вода 500 – 650, вода 85 – 95 40
0,10 – 0,20 C; 0,85 – 1,25 Cr; 0,30 – 0,60 Mo; 3,40 – 4,40 Ni 830 – 860, вода; 840 – 870, масло 450 – 580, вода 90 – 120 150

Пружинные стали

Содержание главных элементов (%) Пределы прочности в состоянии Прокаливаемость до диаметра или толщины (мм) Температура (°С) и среда
после нормализации после улучшения нормализация полного отжига закалки отпуска
0,80 – 0,90 C ≈ 90 95 – 240, после холодного наклепа 790 – 820 680 – 720
0,70 – 0,80 C;≥ 0,90 Mn 95 – 120 160 15 820 – 840, воздух 700 – 740, в печи 800 – 840, масло 400 – 550, воздух
0,38 – 0,48 C; 1,60 – 1,90 Mn 75 – 90 115 – 135 16 840 – 860, воздух 700 – 740, в печи 780 – 820, масло 450 – 550, воздух
0,42 – 0,52 C; 1,50 – 1,90 Si 75 – 90 115 – 150 20 820 – 850, воздух 680 – 720, в печи 820 – 860, вода 450 – 600, воздух
0,50 – 0,60 C; 1,40 – 1,80 Si ≥ 90 ≥ 130 840 – 860, воздух 740 – 760, в печи 840, масло 450, воздух
0,58 – 0,68 C; 1,50 – 1,90 Si 90 – 105 115 – 145 35 850 – 880, воздух 700 – 740, в печи 830 – 860, масло 450 – 550, воздух
0,50 – 0,60 C; 0,70 – 1,00 Mn; 0,30 – 0,50 Cr 85 – 100 115 – 155 25 820 – 840, воздух 700 – 740, в печи 800 – 820, масло 400 – 550, воздух
0,50 – 0,60 C; 1,30 – 1,60 Si; 0,50 – 0,70 Cr 100 – 115 145 – 180 40 840 – 860, воздух 700 – 740, в печи 800 – 830, масло 400 – 580, воздух
0,75 – 0,85 C; 0,80 – 1,20 Mn; 0,30 – 0,55 Cr ≈ 70 115 – 135 840 – 860 650 – 700, в печи 800 – 820, масло 530 – 560, воздух

Стали для нецементируемых зубчатых колес под непосредственную закалку

Содержание
С (%)
Закалочная температура
(°С) и среда
Температура отпуска (°С) Предел прочности в улучшенном состоянии (кг/мм2) Прокаливаемость до диаметра (мм)
Конструкционные стали нормального качества
0,35 – 0,42 C; 1,70 – 2,0 Cr; 0,1 – 0,2 V 860 – 900, масло 230 – 600, вода, воздух 160 60
0,35 – 0,42 C; 0,80 – 1,20 Cr; 0,10 – 0,20 Mo; 1,60 – 2,10 Ni 810 – 850, масло; 810 – 850, воздух 260 – 400, масло, воздух 180 – 200 60
0,30 – 0,40 C; 0,80 – 1,20 Cr; 4,70 – 5,30 Ni 800 – 850, воздух (изделия большой толщины – в струе воздуха) 200 – 450, воздух 160 – 185 140

Термическое улучшение литой стали

Должна содержать не менее 0,3% углерода (для легированной литой стали содержание С может быть меньше).
Сначала она отжигается (гомогенизирующий отжиг) при температуре на 100 — 120º С выше точки А с3 (длительность нагрева — 1 ч на каждые 25 мм толщины), а затем следует свободное охлаждение в печи.

Далее литую сталь нормализуют при температуре выше А с3 с быстрым охлаждением на воздухе. Т.е. термическое производится нагревом до закалочной температуры, закалкой и отпуском на требуемый предел прочности.

При улучшении начерно обработанных деталей из литой стали, для уменьшения деформации после отжига и нормализации применяют полный отжиг до температуры около 650º С с медленным охлаждением.