Разработка мероприятий по оптимизации химического состава в цементуемой марке стали 16MnCrS5 для устранения причин возникновения роста крупных аустенитных зерен

Проблема трения, износа деталей машин и режущих инструментов, необходимость повышения ресурса работы машин делает задачу создания новых высокопроизводительных, энергосберегающих технологий упрочнения одной из основных в машиностроении. В машиностроении важна проблема повышения физико-механических и эксплуатационных свойств в тонких поверхностных слоях (~10 мкм) таких деталей, как валы, зубчатые колеса, мерительный инструмент, сверла, цилиндры двигателей внутреннего сгорания и т. д. В настоящее время указанные задачи во многих случаях решаются путем нанесения упрочняющих покрытий. Цементация экономична. Применяемая в настоящее время металлургическими заводами технология выплавки цементуемых сталей не обеспечивает стабильного получения в изделиях мелкозернистой структуры. В то же время мощности машин и агрегатов растут и для получения деталей, которые смогут выдерживать более высокие нагрузки при сохранении своих габаритных размеров, необходимы новые марки стали. Сложность конфигурации шестерен, имеющих тонкий зуб и массивную втулку, и необходимость минимального коробления, делают термообработку их такой же трудной и ответственной, как и сложного инструмента, например фасонных фрез. Поэтому для изготовления шестерен необходимо назначать сталь только с мелким наследственным размером зерна. В настоящей статье речь пойдет о разработке и освоении производства цементуемой стали в условиях ОАО «Белорусский металлургический завод–управляющая компания холдинга «Белорусская металлургическая компания, в частности о марке стали 16MnCrS5 по заказу европейского производителя редукторов и электродвигателей. Для определения размера зерна металл необходимо подвергнуть специальным видам обработки для проявления определенных характеристик. Рассмотренные результаты позволяют сделать выводы о необходимости корректировки химического состава стали марки 16MnCrS5 введением системы модифицирующих элементов, которая позволит уменьшить склонность стали к перегреву, следовательно, уменьшит размер аустенитного зерна. На основе выявленных закономерностей по влиянию карбидообразующих элементов определена дальнейшая система модифицирования стали, включающая в себя комплекс элементов V, Nb, Тi.

1. Поляк М. С. Технология упрочнения М.: Машиностроение, 1995. 612 с.

2. Солоненко О. П., Алхимов А. П., Марусин В. В. и др. Высокоэнергетические процессы обработки материалов. Новосибирск: Наука, 2000. 425 с.

3. Полевой С. Н., Евдокимов В. Д. Упрочнение машиностроительных материалов. М.: Машиностроение, 1994. 340 с.

4. Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 542 с.

5. Воробьева Г. А., Складнова Е. Е., Ерофеев В. К., Устинова А. А. Конструктивные стали и сплавы: учеб. пособ. СПб.: Политехника, 2013. 199 с.

6. Корецкий Я. Цементация стали. Л.: Гос. Союз. изд-во судостроительной пром-сти, 1962. 231 с.

7. Меськин B. C. Основы легирования стали. М.: Металлургия, 1964. 684 с.

8. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. М.: Металлургия, 1999. 408 с.

9. Голиков Н. И. Ванадий в стали. М.: Металлургия, 1968. 291 с.