Влияние термической и химико-термической обработки на физико-механические свойства стали Р6М5, страница 6

3.3.6 Влияние времени обработки в карбюризаторе с водяным паром (t= 950°С, воздух) на линейное расширение стали Р6М5

Данные по КЛР стали Р6М5 при нагреве в бондюжском карбюризаторе с водяным паром при температуре 950°С с охлаждением на воздухе в течение 1, 3, 5 и 7 часов представлены в таблице 3.10 и на рисунке 3.10.

Как видно из рисунка 3.10 обработка в данных режимах приводит к снижению коэффициента линейного расширения, за исключением выдержки в течение 7 часов, где в интервале температур 200 - 300°С КЛР выше, чем у первоначального «сырого» образца.

Наибольшее снижение наблюдается при трехчасовой выдержке от 100°С до 450°С.

Характер кривых зависимости коэффициента линейного расширения от времени выдержки в карбюризаторе с водяным паром примерно одинаков.

Таблица 3.10 – Влияние времени предварительного нагрева в бондюжском карбюризаторе с водяным паром (t=950°С, воздух) на линейное расширение стали Р6М5

Рисунок 3.10 – Влияние времени предварительного нагрева в бондюжском карбюризаторе с водяным паром (t=950°С, воздух) на линейное расширение стали Р6М5: -●- без нагрева; -▲-1 ч; -■-3 ч; -×- 5 ч; -∆-7 ч

3.4 Выводы по главе 3

По полученным результатам исследований сделаны следующие выводы:

1.  Выбор в качестве внешней среды предварительного нагрева водяного пара и водяного пара с карбюризатором повышает твердость стали Р6М5 после кратковременной циклической закалки. После нагрева в атмосфере водяного пара с карбюризатором было отмечено увеличение объемной доли карбидной составляющей. На основании этого был сделан вывод о том, что высокотемпературный нагрев в средах с повышенным содержанием водорода и углеводородов может быть использован при изыскании режимов окончательной термической обработки, заменяющих дорогостоящие и вредные для здоровья  человека способы, применяемые в промышленности.

2.  Высокотемпературная цементация (t = 1000°С) в бондюжском карбюризаторе существенно повышает твердость стали Р6М5 без проведения последующих закалки и отпуска. Максимум твердости после цементации, достигнутый при нагреве в течение 3 часов, составляет 66 – 67 HRC, что превышает значения твердости после окончательной термической обработки, включающей нагрев под закалку в соляной ванне и трехкратный отпуск. Однако красностойкость этих образцов ниже и составляет 54 – 56 HRC (после выдержки при 620°С, 4 часа).

3.  Молотый карбюризатор увеличивает активность цементационной среды. Цементация (t = 1000°С, τ = 1 час) с добавкой азота (NH₄OH) дает сравнительно невысокую твердость – 63 – 64 HRC. Но последующая циклическая закалка (Т = 1000°С, τ = 5 минут) с охлаждением в масле увеличивает твердость после второго цикла до очень высоких значений – 67 – 68 HRC. Красностойкость этих образцов (t = 620°С, τ = 4 ч.) составляет 55,5 – 56,5 HRC, что практически приближается к общепринятым технологическим требованиям – 58 HRC. Возможно, что при большем времени цементации и дополнительных воздействиях на нее может быть получена высокая красностойкость при более дешевой термической обработке.

4.  Влияние температуры нагрева в карбюризаторе с водяным паром на КЛР стали Р6М5. Из пробных температур испытания (300-400°С, 550-600°С, 950°С и 1000°С) наиболее оптимальными оказался нагрев до 950°С и до 1000°С. Только при этих температурах получено наибольшее снижение коэффициента линейного расширения в интервале 250-450°С. Увеличение времени нагрева при 950°С до 3 ч усиливает появляющуюся аномалию линейного расширения в интервале 300-400 °С.