Оптимальный режим отпуска рессорной стали

Каким же должен быть режим отпуска, чтобы детали, изготовляемые из рессорной стали марки 55С2, обладали хорошими эксплуатационными характеристиками и имели высокие показатели долговечности и надежности?

Для ответа на этот вопрос был проведен следующий эксперимент. Образцы из этой стали после закалки с температур 880, 900 и 920° С отпускались при 425, 450, 475, 500 и 525°. Выдержка при этих температурах отпуска составляла 60 мин, чтобы обеспечивалась необходимая стабилизация структуры и свойств  металла.

Проанализировав результаты эксперимента, были выведены следующие рекомендации. Напомним, что согласно ГОСТ 1452—53 рессорная сталь после термообработки должна иметь твердость 363—432 НВ. Рекомендуемая ГОСТом твердость в проведённом эксперименте обеспечивается отпуском при 430— 490°С. Отпуск при более высокой температуре приводит к существенному снижению твердости. Особенно недопустим отпуск при температурах выше 500°С.

Требуемые механические  свойства (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение и ударная вязкость) обеспечиваются при температуре отпуска не выше 480°. Дальнейшее повышение температур отпуска приводит к существенному снижению значений пределов текучести и прочности.

Характерно, что повышение температуры отпуска с 425 до 500° существенно не влияет на увеличение пластичности и особенно ударной вязкости. Эти показатели механических свойств резко возрастают лишь при температурах отпуска выше 500°.

Качество стали как материала для пружин и рессор характеризуется высокими показателями предела прочности, предела текучести и отношения предела текучести  к пределу прочности. С повышением температуры отпуска это значение  заметно снижается. Значит, свойства стали марки 55С2 как материала для пружин и рессор тем выше, чем ниже температура отпуска. Однако это справедливо лишь для стали, имеющей чисто обработанную поверхность и без значительных дефектов внутреннего строения. Высокопрочные стали более склонны к хрупкому излому и чувствительны к концентраторам напряжений, которыми являются поверхностные и внутренние дефекты, значительно снижающие предел выносливости стали,  следовательно, долговечность и надежность пружин и рессор.

Чтобы более достоверно определить оптимальную  температуру отпуска, были проведены испытания образцов на усталость, закаленных с температуры 900° и отпущенных при 425, 450, 475 и 500° С.

Рассмотрение полученных результатов испытаний позволяет убедиться в том, что наибольшее значение предела выносливости достигается отпуском стали при 450°.

Повышение температуры отпуска до 500° С приводит к снижению предела выносливости и предела текучести, предела прочности. Понижение температуры отпуска хотя и приводит к повышению  предела текучести, предела прочности, но предел выносливости при этом снижается из-за повышения чувствительности стали к поверхностным и внутренним дефектам.

Таким образом, в качестве оптимальной следует считать температуру отпуска 450°.

При отпуске в электрических печах с автоматическим регулированием температур стрелку регулятора следует устанавливать на температуре 450о С, тогда в печи будет поддерживаться температура 450±10°, т. е. 440—460°.

При этой температуре отпуска пружины и рессоры, изготовляемые из стали марки 55С2, будут иметь структуру с наилучшим сочетанием свойств для рессор и пружин.

Для иных условий нагрева можно рекомендовать температуру отпуска 440—480°. Выдержка при этой температуре должна быть не менее 40—50 мин, чтобы успели произойти превращения в стали.

После отпуска пружины и рессоры можно охлаждать на воздухе и в воде. Охлаждение в воде, во-впервых, удобнее как в смысле сокращения технологического времени, так и по соображениям техники безопасности. Во-вторых, при медленном охлаждении после отпуска полосчатость развивается сильнее, усталостная прочность стали снижается.

14 Август 2012 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.