Iš visų mechaninėje inžinerijoje, staklių gamyboje, prietaisų gamyboje ir kitose pramonės srityse naudojamų medžiagų plienas yra plačiausiai naudojamas. Jo rūšių pasirinkimas yra didžiulis, atsižvelgiant į jo sudėtį, bet koks plienas turi tam tikrų savybių ir priklauso skirtingoms grupėms pagal savo rodiklius. Plienas 40X priklauso konstrukcinio legiruotojo plieno klasei.
Sudėtyje esantys cheminiai komponentai
Jei atsižvelgsime į pateikto lydinio procentinę sudėtį, skaičius 40 reiškia, kad jame yra iki 0,44% anglies procento, raidė X - nustato legiruojančio priedo - chromo - buvimą iki 1,1 proc. Išsamesnė cheminių komponentų sudėtis pateikta toliau esančioje lentelėje. Lygiavertis šios klasės pakaitalas gali būti lydiniai, pvz., 40XH, 45X, 40XH, 40XC.
Anglis, % | Chrome, % | Silicis, % | Manganas, % | nikelis, % | Fosforas, % | Siera, % | Varis, % |
0, 36-0, 44 | 0, 8-1, 1 | 0, 17-0, 37 | 0, 5-0, 8 | iki 0, 3 | iki 0, 035 | iki 0, 3 | iki 0, 035 |
Legiruotasis plienas gaunamas perlydant arba gaminant iš naujo. Jei naudojamas įkrovimas, preliminariai apskaičiuojant chromo kiekį jame reikėtų atsižvelgti į nuostolius lydymosi metu, tačiau ši vertė neturėtų viršyti parametro 0,4%, kitaip proceso metu bus gautos labai legiruotos atliekos. Metalo rafinavimas legiravimo elementais atliekamas stipriais deoksidatoriais, po to įvedamas anglimi ir siliciu apdorotas šlakas. Po poveikio redukuojančiam šlakui konstrukcinis plienas gerai deoksiduojasi, o tai užtikrina gerą sukietėjimą.
Šiluminis apdorojimas
40X plieno terminio apdorojimo seka yra tokia. Pirma, grūdinimas atliekamas aliejaus terpėje, o po to grūdinimas aliejuje arba ore. Kiekvienai daliai parenkamas savo terminio apdorojimo režimas, tai priklauso nuo apkrovų, kuriomis ši dalis naudojama, nes skirtingi režimai suteikia skirtingą gaminio kietumą. Terminio apdorojimo režimas skaičiuojamas priklausomai nuo kritinių taškų, kuriuos pasiekus medžiaga patiria fizikinius ir cheminius pokyčius bei keičia savo savybes ir charakteristikas. Plienas 40X turi šiuos kritinius taškus: Ac1=743, Ar1=693 Ac3=782, Ar3=730. Grūdinimas atliekamas 860 ºС temperatūroje, terpė yra aliejus, valandinis intervalas yra 4 valandos. Tada žemas grūdinimas atliekamas 200 ºС temperatūroje ore arba 500 ºС temperatūros parametras gali būti taikomas ir apdorojamas aliejaus terpėje. Po tokio terminio apdorojimo režimo pasiekiamas toks plieno HB - 217 ir HRC - 45 stiprumas.
Kokybės rodikliai
Tvirta ir kieta medžiaga, kuri gali atlaikyti dideles apkrovas ir nesunykti – taip galite įvertinti plieną 40X. Savybės, kurias ji turi:
- geros korozijos savybės;
- atsparus temperatūros svyravimams;
- didelio stiprumo našumas;
- estetinės savybės.
Tačiau be teigiamų rodiklių, 40X plienas turi ir neigiamų savybių. Tai apima:
- linkęs į flokuliaciją;
- nuotaikos trapumas;
- blogas suvirinamumas.
Jautrumas flokavimui
Tai defektas, atsirandantis pagreitinto lydinio aušinimo metu po liejimo, vidinių įtrūkimų pavidalu. Tai gali atsirasti karštai deformuojant legiruotą plieną. Jis taip pat gali pasirodyti ant paviršiaus aiškių ovalo ar zigzago formos plotų pavidalu. Šis defektas gali susidaryti dėl per didelio vandenilio išsiskyrimo terminio apdorojimo metu. Šį trūkumą galima įveikti naudojant terminį apdorojimą aukštoje temperatūroje ir optimalų aušinimo režimą. Taip pat galite naudoti lydinio vakuumavimo metodą, kuris padės sumažinti vandenilio procentą.
Nuotaikinimo trapumas
Atsiranda lėto legiruotų konstrukcinių plienų aušinimo metu po grūdinimo, jį sukelia staigus klampumo sumažėjimas. Palyginimui, klampumo vertė gali sumažėti 5-10 kartų, palyginti su tuo pačiu rodikliu, kai plienas greitai atšaldomas. Lėtas aušinimas turi įtakos tik smūgio stiprumui, kitų plieno savybių jis nesumažina. Per greitas aušinimas gali sukelti vidinį įtempimą, dėl kurio gaminys gali deformuotis.
Suvirinimo sunkumai
Plienas 40X priklauso ketvirtai grupei pagal suvirinamumą. Suvirinimo siūlės gali įtrūkti. Šių defektų pasireiškimą galima sumažinti iš anksto pakaitinus. Taip pat reikalingas krašto paruošimas. Šios markės suvirinimo darbus galite atlikti lankiniu suvirinimu: rankiniu arba elektros šlaku, taip pat galite naudoti kontaktinį suvirinimą. Po kontaktinio taško reikalingas papildomas terminis apdorojimas. Rankiniam suvirinimui naudojami specialūs legiruotojo plieno elektrodai E85 UONI-13/85. Suvirintos siūlės tipas ir padėtis gali būti bet kokia.
Taikymo sritis
Ši plieno rūšis turi daugybę savybių, dėl kurių ji gali būti naudojama gana įvairiai. Iš jo gaminami įvairių profilių pjūvių ir forminių valcuotų metalo gaminių ruošiniai, taip pat gaminami lakštai, vamzdžiai, kalimo būdu gaunami k altiniai. Taikykite tokį valcuotą metalą pjovimo įrankiams. Plieną 40, kuris nebuvo termiškai apdorotas, labai naudinga naudoti neveikiančioms uodegos dalims – čiaupų korpusams, purkštukams, sriegtuvams.
Patobulintas lydinys, gautas termiškai apdorojant, kurį apžvelgėme anksčiau, naudojamas svarbioms konstrukcijoms. Tai apima: krumpliaračių ratlankius, velenus, ašis, įvores, varžtus, stūmoklius. Šis prekės ženklas buvo pritaikytas konstrukcijose, kurios eksploatuojamos žemoje temperatūroje atvirame ore, jis naudojamas šiaurinėse platumose geležinkelio ir kelių tiltams įrengti.