2.2.2. Конструкционные цементуемые стали (10; 20; 20Х; 18ХГТ, 20ХГНМР, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 18Х2Н4ВА)
Кокорин Н.А.
Краткий справочник материалов, воспринимающих криогенное воздействие.
Ижевск: ООО «НПЦ «КриоТехРесурс», 2021.
2.2.2. Конструкционные цементуемые стали
(10; 20; 20Х; 18ХГТ, 20ХГНМР, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 18Х2Н4ВА)
В цементованном слое после закалки применяют обработку холодом для стабилизации размеров с допусками по 5 – 11 квалитету, снижения количества остаточного аустенита в поверхностном слое, что повышает твердость, сопротивление износу и предел усталости.
В нитроцементованных деталях из стали 10 в результате криогенного воздействия повышается абразивная износостойкость на 41%.
Влияние криогенной обработки на изменение твердости цементованной стали 20 показано в таблице 7. Абразивная износостойкость цементованной стали 20 повышается на 22% в результате криогенного воздействия.
Влияние криогенной обработки на твердость цементованной стали 20
Таблица 7
|
Наименование показателя |
Состояние стали 20 |
Изменение показателя | |
| до криогенной обработки | после криогенной обработки | ||
| Твердость средняя, HRC | 43,4 | 46,1 | 2,7 |
| Разброс твердости, HRC | 3,5 | 1,8 | - 1,7 |
Нитроцементованная сталь 20Х в результате криогенной обработки имеет абразивную износостойкость на 36% выше исходного состояния.
Влияние криогенной обработки на количество остаточного аустенита, твердость и величину разрушающей нагрузки при статическом изгибе цементованных образцов из стали 12Х2Н4А приведено в таблице 8.
Влияние криогенной обработки на количество остаточного аустенита, твердость и величину разрушающей нагрузки при статическом изгибе цементованных образцов
стали 12Х2Н4А. Глубина цементации 1,5 мм [3]
Таблица 8
|
Наименование показателя |
Состояние стали 12Х2Н4А |
Изменение показателя | |
| до криогенной обработки | после криогенной обработки | ||
| Содержание аустенита, % | 15 | 2 | - 13 |
| Твердость средняя, HRC | 56,5 | 62,0 | 5,5 |
| Разброс твердости, HRC | 1 | 0 | - 1,0 |
| Разрушающая нагрузка, Н | 144 400 | 157 000 | 12 600 (9%) |
Влияние криогенного воздействия на предел усталости цементованной стали 18ХНВА приведено в таблице 9.
Влияние криогенной обработки на предел усталости и твердость цементованной
стали 18ХНВА (цементация на глубину 1,2 мм) [3]
Таблица 9
|
Наименование показателя |
Состояние стали 18ХНВА |
Изменение показателя | |
| до криогенной обработки | после криогенной обработки | ||
| Твердость средняя, HRC | 58,1 | 64,2 | 6,1 |
| Разброс твердости, HRC | 74 | 79 | 5 (7%) |
При сравнительных испытаниях на износ пар трения в условиях смазки маслом бронзовой втулки и цементованного стального образца (18ХНВА) без криогенного воздействия и с дополнительным криогенным воздействием установлено снижение коэффициента трения на 11% у пары трения с криогенной обработкой.
В таблице 10 приведены результаты сравнительных испытаний на износ цементованных образцов из трех марок сталей.
Влияние криогенной обработки на износ цементованных образцов [3]
Таблица 10
|
Марка стали |
Износ образцов в 10-3 мм3 |
Увеличение износостойкости , % | |
|
до криогенной обработки |
после криогенной обработки | ||
|
18ХНМА |
5,75 |
3,99 |
32 |
|
12Х2Н4А |
3,85 |
2,38 |
38 |
|
18ХНВА |
2,47 |
2,19 |
11 |
Абразивная износостойкость цементованной стали 20ХГНМР в результате криогенного воздействия повысилась на 52%. Изменение твердости в результате криогенной обработки цементованной стали 20ХГНМР показано в таблице 11.
Влияние криогенной обработки на твердость цементованной стали 20ХГНМР
Таблица 11
|
Наименование показателя |
Состояние стали 20ХГНМР |
Изменение показателя | |
| до криогенной обработки | после криогенной обработки | ||
| Твердость средняя, HRC | 580 | 590 | 10 |
| Разброс твердости, HRC | 23,2 | 11,8 | - 11,4 |
