Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 107 стр.

                                                             0,2-0,3 МДж/м2, а после закалки и высокого отпуска (500
     Сталь марки Ст. 4,      203    согласно ГОСТ, имеет     °С) достигают 0,6-0,7 МДж/м2.
следующие свойства в                состоянии поставки: σв         Так как вал двигателя в работе воспринимает
= 420-540 МПа, σ0,2 = 240-260 МПа, δ = 2,1%.                 динамические нагрузки, а также и вибрации, более
     Сталь 45, согласно ГОСТ, в состоянии поставки имеет     целесообразно принимать закалку и высокий отпуск.
твердость не более НВ 207. При твердости НВ 190-200                После закалки в воде углеродистая сталь 45 получает
сталь имеет предел прочности не выше 600-620 МПа, а при      структуру мартенсита, однако, вследствие небольшой
твердости ниже НВ 180 предел прочности не превышает          прокаливаемости углеродистой стали, эта структура в
550-600 МПа. А предел текучести составляет 270-320 МПа.      изделиях диаметром более 20-25 мм образуется только в
     Сталь 20ХНЗА, согласно ГОСТ, в состоянии поставки       сравнительно тонком и поверхностном слое толщиной до 2-
имеет твердость не более НВ 250. Предел прочности при        4 мм.
твердости НВ 230-250 не превышает 670-750 МПа. Предел              Последующий        отпуск    вызывает    превращение
текучести составляет 350-400 МПа. Таким образом, для         мартенсита в сорбит только в тонком поверхностном слое,
получения заданной величины предела текучести вал            но не влияет на структуру и свойства перлита и феррита в
необходимо подвергнуть термической обработке.                основной массе изделий.
     Низкоуглеродистая сталь Ст. 4, как сталь                      Сорбит      отпуска    обладает    более    высокими
обыкновенного качества, имеет повышенное содержание          механическими свойствами, чем феррит и перлит.
серы и фосфора, которые понижают механические свойства,            Наибольшие напряжения от изгиба, кручения и
и особенно сопротивление ударным нагрузкам. Для такого       повторно переменных нагрузок воспринимают наружные
ответственного изделия, как вал двигателя, поломка           слои, которые и должны обладать повышенными
которого нарушает работу машины, применение более            механическими свойствами. Однако в сопротивлении
дешевой по составу стали обыкновенного качества              динамическим нагрузкам, которые воспринимает вал,
нерационально.                                               участвуют не только поверхностные, но и нижележащие
     Сталь 45 относится к классу качественной                слои металла.
углеродистой,    а     сталь    20ХНЗА     -   к   классу          Таким образом, углеродистая сталь не будет иметь
высококачественной легированной стали. Эти стали             требуемых свойств по сечению вала диаметром 70 мм.
содержат соответственно 0,42-0,5 и 0,17-0,23 % С и                 Сталь 20ХНЗА легирована никелем и хромом для
принимают закалку.                                           повышения прокаливаемости и закаливаемости. Она
     Для повышения прочности можно применять                 получает после закалки достаточно однородные структуру и
нормализацию или закалку с высоким отпуском.                 механические свойства в сечении диаметром до 75 мм.
     Последний вариант обработки сложнее, но позволяет             Для стали 20ХНЗА рекомендуется термическая
получить не только высокие характеристики, но и более        обработка:
высокую ударную вязкость. В стали 45 минимальные                   1. Закалка с 820-835° С в масле.
значения ударной вязкости после нормализации составляют            При закалке с охлаждением в масле (а не в воде как

                        206                                                            207