logo
Участок производственного подразделения по изотермическому отжигу поковок

2. Выбор марки стали

Выбор марки стали осуществляется путем сравнения механических, технологических свойств и стоимости различных марок стали.

Окончательной ТО поковок является цементация с последующей закалкой и отпуском. Для цементации выбирают стали с пониженным содержанием углерода, стали типа 20ХНР, 20ХГНМ, 12ХН3А. Предложенной сталью используемой на заводе является сталь марки 20ХН3А. Сталь является универсальной для массового производства цементации шестерен, но она не соответствует механическим свойствам, которые необходимы для эксплуатации шестерен. Механические свойства предъявляемые к изделию указаны в таблице 2.

Таблица 2 - Механических свойства предъявляемые к изделию с учетом марки стали

Марка стали

Свойства

ут, МПа

ув, МПа

д, %

KCU, Дж/см2

h, мм

Заданные

?940

?1000

?10

?90

1.2-1.4

20ХН3А

-

-

+

+

+

25ХГТ

+

+

+

-

+

12Х2Н4А

+

+

+

+

+

30ХГТ

-

+

+

-

+

18ХГТ

-

+

-

-

+

20ХНР

+

+

+

-

+

12ХН2А

-

-

+

+

+

12ХН3А

-

-

+

+

+

20ХГНР

+

+

+

+

+

Выбираем для изготовления вал-шестерни сталь 20ХГНР, т.к. она удовлетворяет требуемым свойствам и более дешевая, чем 12Х2Н4А.

Химический состав стали, механические и технологические свойства приведены ниже.

Таблица 3 - Химический состав стали 20ХГНР

Химический элемент

% (масс)

Бор (B)

0.001-0.005

Кремний (Si)

0.17-0.37

Медь (Cu), не более

0.30

Марганец (Mn)

0.70-1.00

Никель (Ni)

0.80-1.10

Титан (Ti), не более

0.06

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr)

0.70-1.10

Сера (S), не более

0.035

Температуры критических точек, oC:

Ac1=740, Ac3=830, Ar3=725, Ar1=650, Mн=365

Таблица 4 - Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1150, конца 800. Сечения долее 60 мм охлаждаются замедленно.

Свариваемость

РДС. Рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка.

Склонность к отпускной хрупкости

Склонна

Флокеночувствительность

Чувствительна

Таблица 5 - Механические свойства прутка

Таблица 6 - Прокаливаемость

Расстояние от торца, мм

Примечание

1,5

3

4,5

6

9

12

15

21

27

39

Закалка 860 ?С

Прокаливаемость

43-48,5

43,5-49

43-49,5

42,5-49,5

41-49,5

39,5-49

38-48,5

35-47,5

31-45

26-40

Твердость для полос прокаливаемости, HRCЭ