Сталь 40х — характеристики и применение

Температура критических точек стали 45

Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:

Температурного режима

Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины

Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительность выдержки может зависеть не только от химического состава материала, но и размеров, формы заготовки.
Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.

Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.

Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде

Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.

Разновидности металла, который можно обрабатывать

Выделяют три основные группы металла, который используется для закалки:

1. Сталь с неупрочняемой сердцевиной. В эту группу входят следующие марки стали, пригодной для цементирования — 20, 15 и 10. Эти детали имеют небольшой размер, используются для эксплуатации в бытовых условиях. Во время закалки происходит трансформация аустенита в феррито-перлитную смесь.
2. Сталь со слабо упрочняемой сердцевиной. В эту группу вошли металлы таких марок, как 20Х, 15Х (хромистые низколегированные стали). В этом случае проводят дополнительную процедуру лигирования с помощью небольших доз ванадия. Это обеспечивает получение мелкого зерна, что приводит к получению более вязкого и пластичного металла.
3. Сталь с сильно упрочняемой сердцевиной. Этот вид металла используют для изготовления деталей со сложной конфигурацией или большим сечением, которые выдерживают различные ударные нагрузки, подвергаются воздействию переменного тока. В процессе закалки вводится никель или при его дефиците используют марганец, при этом для дробления зерна добавляют малые дозы титана или ванадия.

В целом процесс цементации стали необходим для улучшения износостойкости и прочности деталей.

Чаще всего цементации подвергаются валы, оси, лезвия ножей, детали подшипников и зубчатые колеса.

Как происходит цементация стали в твердой среде на предприятии и в условиях домашнего цеха?

Смесь для твердой цементации готовится из бария, кальция с древесным углем и углекислого натрия. Уголь лучше брать из дуба или березы и разделить его небольшие фракции, не более десяти миллиметров. Чтобы удалить лишнюю пыль, уголь рекомендуют просеять. Соли тоже измельчают до состояния порошка и пропускают через сито.

Существует две методики для приготовления смеси:

1. Уголь из дерева поливают солью, которую предварительно растворяют в воде. Получившуюся смесь высушивают, ее влажность должна быть не более 7%.
2. Сухой уголь и соль тщательно перемешивают, чтобы исключить возможность появления пятен уже в процессе химической и термической обработки.

При этом, первая методика считается более качественной. Так как она гарантирует, что смесь выйдет равномерной, а результат без пятен и разводов. Готовую смесь еще называют карбюризатором.

Сам процесс твердой цементации проходит в специальных ящиках, где насыпана смесь в нужном количестве. Идеально, если ящики соответствуют размеру и форме изделия, которое обрабатывают. Так как в этом случае снижаются затраты времени на прогрев тары, а качество слоя цементации улучшается. Для избежания утечки газа щели замазывают специальной огнеупорной глиной и накрывают все плотно прилегающей крышкой.

Следует обратить внимание, что изготавливать тару, идеально подходящую, экономически выгодно, если речь идет о конвейерной процедуре. Если же нужно одну или две детали закалить, то лучше выбрать тару универсальной формы — квадратную, круглую или прямоугольную

Ящики выбирают из малоуглеродистой или жаростойкой стали.

Сам процесс цементации в твердой смеси проходит следующим образом:

• детали, которые необходимо закалить, равномерно укладываются в ящики, наполненные твердым карбюризатором;
• печь разогревают до 900−1000 градусов и подают в нее тару с изделиями;
• прогрев ящиков проходит при температуре от 500 до 700 градусов. Этот прогрев называют сквозным. Сигналом, что печь накалилась до нужной температуры служит однородный цвет подовой плиты, на ней больше нет темных участков под ящиками;
• температуру поднимают до 900 или 1000 градусов по Цельсию.

Именно при таком температурном режиме происходят диффузные изменения в структуре деталей на уровне атомов.

В домашних условиях достаточно сложно нагреть печь до нужной температуры и выдержать весь температурный режим от начала и до конца. При этом все возможно. Следует помнить, что эффективность домашней цементации намного ниже, чем промышленной.

Особенности и характеристики

Круг ст40Х по химическому составу представляет собой
конструкционную легированную сталь. Кроме железа, составляющего 97% массы,
содержит следующие элементы:

• Марганец;
• Кремний;
• Никель;
• Медь;
• Фосфор;
• Сера.

Процентное
содержание углерода – 0,36-0,44%. Легирующим элементом является хром,
содержание – 0,8-1,1% от общей массы материала.

Данная марка
стали относится к трудносвариваемым. Получить надёжное сварное соединение без
использования специальных условий невозможно. Перед сварочными работами
требуется прогрев всей детали до 200-300⁰С и последующее охлаждение при строгом
соблюдении технологии.

Сортовой прокат по стали 40Х, особенно крупные
диаметры, довольно сложен для изготовления. Сталь флокеночувствительна, склонна
к отпускной хрупкости, а следовательно возможно возникновение скрытых дефектов
проката.  Вы можете круг
ст 40Х купить в Санкт-Петербурге практически любых российских производителей, но только Надеждинский (в
прошлом Серовский) металлургический комбинат обладает технологией замедленного
охлаждения проката, что позволяет добиться качественной макроструктуры. Наша
фирма является официальным представителем этого завода, и качественный круг по
стали 40Х всегда есть в нашем складском ассортименте.

Характеристика и применение стали 45: показатель высокой прочности и технические характеристики

Классификация стали

На рынке 99% всей стали представлен материал конструкционный в широком смысле. К этой группе относятся стали для возведения строительных сооружений, изготовления деталей машин, упругих элементов, инструментов, а также для особых условий работы, имеющие определенные показатели, например, теплостойкие, нержавеющие и другие.

Главными качествами материала являются:

• Прочность, которая характеризуется способностью к выдерживанию достаточного напряжения.
• Пластичность, эта характеристика позволяет выдерживать деформации без ущерба разрушения как при производстве конструкций, так и в точках перегрузок при их работе.
• Вязкость способствует поглощению работы внешних сил, препятствует распространению трещин.
• Жаропрочность и холодостойкость.
• Упругость и твердость.

Сталь и сплавы классифицируют:

• По составу химическому, структурному.
• По качеству. На данный показатель влияет способ производства и содержание вредных примесей.
• По степени раскисления и затвердеванию металла в изложнице.
• По применению.

Химический состав

В зависимости от содержания углерода делят на группы:

• углерода менее 0,3%С — малоуглеродистые.
• Среднеуглеродистые, когда его от 0,3 до 0,7% С.
• Более 07 %С — высокоуглеродистые.

Чтобы улучшить технологические свойства материала сталь легируют. Что это значит? Кроме обычных примесей в ее состав добавляют в определенных сочетаниях легирующие элементы. Обычно лучшие свойства появляются, когда легируют комплексно.

В легированных сталях классификация происходит благодаря суммарному проценту содержащихся в ней примесей:

• Низколегированные, в которых менее 2,5%.
• Среднелегированные — от 2,5% до 10%.
• Высоколегированные — выше 10%.

Структурный состав

Легированные стали подразделяются на виды по структурному анализу:

• В оттоженном виде — ледебуритный, ферритный, доэвтектоидный, заэвтектоидный, аустенитный.
• В нормализованном виде — аутенитный, мартенситный, перлитный.

Содержание примесей

По способу производства и содержании примесей данный материал делится на 4 группы:

1. Обыкновенного качества. По химическому составу являются углеродистыми. Они выплавляются посредством кислорода или в мартеновских печах. Данные стали являются недорогими и уступают по своим свойствам другим классам.
2. Качественные. По химическому свойству являются углеродистыми или легированными. Так же, как и предыдущий тип, выплавляются в конвертерах или в мартеновских печках, при этом соблюдаются более строгие требования к составу шихты, работам по плавке и разливке.
3. Высококачественные. Данный тип выплавляется, как правило, в электрических печах. Очень высокого качества сталь изготавливается благодаря электропечам с электрошлаковым переплавом. Применяются также другие совершенные методы, направленные на повышение чистоты по неметаллическим включениям (сера и фосфор).
4. Благодаря электрошлаковому переплаву, который эффективно очищает от сульфидов и оксидов, создаются особовысококачественные стали. Такие стали бывают только легированными. Они проходят обработку в электропечах, к ним применяются специальные методы электрометаллургии.

Применение

Шарикоподшипниковые хромистые стали применяются для изготовления подшипников. Этот вид зарекомендовал себя, как высокопрочный, твердый и контактно-выносливый материал.

Упругой деформацией обладают некоторые виды стали, поэтому они применяются для пружин, рессор и других изделий. Многие из них должны выдерживать циклические нагрузки. Поэтому основными требованиями к данным видам стали являются высокие значения упругости, текучести, выносливости, также необходима пластичность и сопротивление хрупкому разрушению.

Высокопрочные стали обладают прочностью при необходимой пластичности, малой чувствительностью к надрезам, низким порогам хладноломкости, отличной свариваемостью, высоким показателям сопротивления хрупкому разрушению.

Сталь 45

Этот сплав стали отличается от других набором особых характеристик, которые присущи только этой марке. Она отличается применением и высокой функциональностью, уникальным составом химических соединений, совокупностью литейных и других производственных параметров.

Применение

В составе стали марки 45 в соответствии с ГОСТ находятся такие элементы, как фосфор, мышьяк, медь, никель, марганец и другие вещества. Данная сталь обладает большим набором механических характеристик. Поэтому она способна вынести практически все климатические и температурные колебания. Испытывают данный вид стали при температурном интервале от 200 до 600 градусов.

УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ.

5.1.
Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение проката — по ГОСТ  7566-81 с
дополнениями.

5.1.1.
Транспортирование проката производится всеми видами транспорта в соответствии с
правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Масса грузового места не должна
превышать при механизированной погрузке в открытые транспортные средства — 10
т, в крытые — 1250 кг.

Средства пакетирования — по ГОСТ 
7566-81.

По железной дороге перевозка
осуществляется в зависимости от массы и габаритных размеров в крытых или
открытых вагонах согласно ГОСТ  22235-76.

(Измененная редакция, Изм. №
5).

5.1.2. При
поставке в один адрес двух и более грузовых мест, размеры которых позволяют
оформить транспортный пакет с габаритами по ГОСТ  24597-81, грузовые места
должны быть оформлены в транспортные пакеты по ГОСТ  26663-85.

5.1.3.
Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение калиброванного проката — по
ГОСТ  1051-73, проката со специальной отделкой поверхности — по ГОСТ  14955-77.

(Измененная редакция, Изм. №
4, 5).

5.2. По согласованию
изготовителя с потребителем устанавливается минимальная масса проката одной
партии (плавки).

5.3. По требованию потребителя,
указанному в заказе, пачки, концы или торцы горячекатаных и кованых прутков, а
по согласованию изготовителя с потребителем и калиброванных прутков из стали
всех марок в зависимости от группы должны маркироваться краской следующих
цветов, указанных в табл. 11.

Таблица 11

Примечание. Цвет краски для маркировки прутков из стали других
групп устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем.

5.2, 5.3. (Измененная
редакция, Изм. № 2, 5).

Плюсы и минусы сталей

Каждая из рассматриваемых сталей имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Они обусловливают применение сплавов и особенности технологических процессов обработки. Изучив их, можно понять, 95Х18 или Х12МФ — что лучше для качественного прочного ножа.

Сталь 95Х18 и ее свойства

95Х18 использовалась для укрепления строительных конструкций, а позднее стала широко применяться для изготовления ножей. Этому способствовали: высокая износостойкость, прочность, устойчивость к влиянию агрессивных сред и коррозиям.

Ножи из этого сплава не ржавеют, не покрываются темными пятнами, не теряют своего блеска. Изделие из стали 95Х18 долгое время не требует дополнительной заточки, остается острым, долго служит. Еще одним важным достоинством таких ножей является их демократичная цена при высоких потребительских свойствах материала.

Из недостатков отмечаются технологические сложности при обработке, а в быту не стоит использовать нож, давая большие поперечные нагрузки на излом – он может переломиться, если толщина обуха не превышает 4 мм.

Качества стали Х12МФ

Эта марка стали широко используется в машиностроении, но мастера-ножевики высоко оценили ее технические характеристики и используют для изготовления ножей. Особенно ценят их охотники: такой нож – верный помощник при разделке туш животных. Он прекрасно режет, долго сохраняет остроту. Если нужен надежный и прочный охотничий нож, целесообразнее выбирать его из стали Х12МФ. Он подкупает своими качествами: высокой тепло- и износостойкостью, хорошей прокаливаемостью, способностью долгое время сохранять остроту лезвия.

Им удобно выстругивать ветки, легко открывать консервные банки, стругать деревянные ветки, рубить кости животного. Он верой и правдой долго будет служить заядлым туристам.

Ножи из Х12МФ – одни из наиболее прочных. Но затачивать их сложно: металл «сопротивляется» этой процедуре. Главным недостатком Х12МФ является хрупкость изделия: она выше, чем у 95Х18. Поэтому нож нельзя проверять на изгиб (излом), метать в очень твердую поверхность, например, в ствол дерева – металл может переломиться.

Также стоит обращать внимание на чистоту лезвия ножа, особенно, если им разрезали кислые овощи или фрукты. Если после нарезки своевременно не вымыть и не протереть насухо нож, он покроется темными пятнами

Чтобы уберечь нож от поломки, не снижая его высоких потребительских и технических свойств, клинок, как правило, делают небольшим.