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

Содержание главных элементов (%)	Пределы прочности в состоянии	Прокаливаемость до диаметра или толщины (мм)	Температура (°С) и среда
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.

Конструкторам, инженерам, технологам