Контрольная работа: Получение заданной структуры стали 30ХГС

1. Характеристика стали 30 ХГС

1.1 Марочный химический состав

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0,90–1,20
Углерод (С)	0,28–0,35
Марганец (Mn)	0,8–1,10
Никель (Ni), не более	0,30
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	0,80–1,10
Сера (S), не более	0.035
Медь (Cu), не более	0,30

1.2 Критические точки

Критические точки	°С
Ac1	760
Aс3	853
Mн	352
tн	900

1.3 Области применения изучаемой стали

Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный, калиброванный пруток, шлифованный пруток и серебрянка, лист тонкий, полоса, поковки и кованные заготовки, трубы.

Назначение – различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали.

Температура ковки, ^о С: начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51–100 мм – в ящиках.

Свариваемость – ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка, КТС без ограничений.

Флокеночувствительность – чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости – склонна.

2. Режимы термической обработки для получения следующих структур:

2.1 Получение структуры перлит + феррит

Нагреваем сталь до температуры ≈ 870⁰ С. При нагреве до такой температуры сплав переходит в однофазное состояние – однородный аустенит. Затем необходимо непрерывно охлаждать сплав со скоростью V < V_нкз . При этом сначала выделиться избыточный феррит при пересечении линии выделения избыточной α – фазы, а после пересечения линии начала превращения по первой ступени начнет выделяться перлит. Перлит будет выделяться до полного исчерпания исходной фазы. После пересечения линии конца превращения по первой ступени, и дальнейшего охлаждения до комнатной температуры с произвольной скоростью, получается заданная структура – перлит и феррит.

2.2 Получение перлита с минимальным количеством феррита

Нагреваем сталь выше температуры А_с3 , для получения однородной структуры – аустенита. После этого делаем выдержку, затем охлаждаем со скоростью V_вкз до температуры Т = 720 ⁰ С и делаем изотермическую выдержку до конца перлитного превращения. Затем произвольно охлаждаем. В результате феррит выделиться в минимальном количестве, а аустенит превратиться в перлит.

2.3 Получение мелкоигольчатого мартенсита

Нагреваем сталь выше температуры А_с3 примерно на 20 – 40 ⁰ С для получения в структуре мелкозернистого аустенита. Затем охлаждаем со скоростью V > V_вкз . При температуре ниже температуры М_н в структуре будет мелкоигольчатый мартенсит.

2.4 Получение крупноигольчатого мартенсита

Нагреваем сталь значительно выше температуры А_с3 примерно до температуры около 900⁰ С для получения в структуре крупнозернистого аустенита. Затем охлаждаем со скоростью V > V_вкз . При температуре ниже температуры М_н в структуре будет крупноигольчатый мартенсит.

2.5 Получение структуры мартенсит и феррит

Нагреваем сталь в межкритический интервал температур: А_с1 – А_с3, для получения в структуре аустенита с ферритом, потом охлаждаем со V > V_вкз . До t=730⁰ С и делаем изотермическую выдержку пока не начнется выделение избыточного феррита и затем охлаждаем. При температуре ниже температуры М_н в структуре будет мартенсит и феррит.

2.6 Получение структуры феррит, троостит и мартенсит (с различным соотношением структурных составляющих)

Для получении такой структуры необходимо нагреть сталь до температуры аустенизации(Ac3), затем охлаждение со V > V_вкз до 700⁰ С и выдержка 5 мин, при этом выделяется феррит. Затем охлаждение со V > V_вкз до 580 ⁰ С и выдержка 2 мин, при этом выделяется тростит. Т.к. линия конца перлитного превращения не была пересечена, то оставшийся аустенит превратиться в мартенсит.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--