Scientific journal
International Journal of Experimental Education
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

1
1
2197 KB

Актуальной является задача повышения значений показателей ударной вязкости без снижения показателей прочности термоулучшенных конструкционных легированных сталей, при решении которой целесообразно использовать пульсирующий дозвуковой низкочастотный газовый поток, как эффективное, недорогое и экологически чистое средство воздействия на структуру, напряженное состояние и механические свойства металлических изделий [1-6].

Технологически задача решается следующим образом: термоулучшенную (подвергнутую закалке и высокому отпуску по стандартным режимам) конструкционную сталь обрабатывают без нагрева пульсирующим газовым потоком, обладающим скоростью от 25 до 30 м/c, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ до 35 минут. В качестве газа используют воздух.

В ходе процесса обработки пульсирующим газовым потоком (газоимпульсной обработки), с течением времени, механические волны, генерируемые пульсациями газового потока, оказывают существенное воздействие на распределение и подвижность дислокаций в стали, а также влияют на величину остаточных напряжений.

Так, для стали 40Х после закалки и стандартного высокого отпуска при температуре 580° C и такой же термообработки с последующей обработкой пульсирующим газовым потоком в течение 35 мин без нагрева, были получены несколько более высокие, в сравнении со стандартным термоулучшенным состоянием, значения предела прочности и условного предела текучести, при значении относительного удлинения выше более чем на 13 % и ударной вязкости выше на 20 %.

Обработку пульсирующим газовым потоком по приведённым режимам также применяют к готовым термоулучшенным изделиям без дополнительного нагрева.

В качестве высокопрочных материалов, используемых для изготовления деталей транспортных средств, бытовых машин и приборов часто используются среднеуглеродистые легированные конструкционные стали, в том числе сталь 40Х. Перед проводимым исследованием стояла задача повысить надёжность среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей в высокопрочном состоянии за счёт повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.

Поставленная задача была решена следующим образом: среднеуглеродистую легированную конструкционную сталь в высокопрочном состоянии, достигнутом за счет закалки и низкого отпуска по стандартным режимам, помещают в рабочую камеру, где подвергают воздействию при комнатной температуре пульсирующего дозвукового воздушного потока, который обладает частотой колебаний от 550 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 90 до 100 дБ в течение 30-35 минут.

Для стали 40Х после термической обработки на высокопрочное состояние путём закалки по стандартным режимам и низкого отпуска при температуре 200° C и аналогичных закалки и отпуска с дополнительной обработкой при комнатной температуре пульсирующим дозвуковым воздушным потоком течение 35 минут были получены, в последнем случае, значения показателя ударной вязкости KCU выше более чем на 30 % при несколько более высоких, в сравнении со стандартной термообработкой на высокопрочное состояние значениях предела прочности и условного предела текучести.