Влияние температуры нагрева на механические свойства (характеристики) обрабатываемого материала

Страницы: 1 2 3

Расчет показывает, что при температуре 600° С твердость уменьшается в сравнении с исходной (НВ20°=484) приблизительно в 2 раза, а при температуре 900° С в 3,3 раза.

Как видно из табл. 2, с повышением температуры нагрева значение истинного предела прочности непрерывно уменьшается и особенно значительно в диапазоне температур выше 600— 700° С. Представляет интерес зависимость изменения механических свойств от температуры нагрева для весьма прочной стали 38ХНЗМФА, приведенная в табл. 3.

Как и для рассмотренных выше материалов, увеличение температуры нагрева приводит к снижению прочности, увеличению пластичности стали 38ХНЗМФА. Однако для этой стали характерно значительное снижение предела прочности σв, увеличение относительного удлинения σ и уменьшение истинного предела прочности Sк при температурах выше 600° С.

Так, при температуре 600° С σв уменьшился в 1,65 раза по сравнению с исходным, а при температуре 900° С уже в 13 раз; б практически не изменилось при температуре 600° С, а при 900° С увеличилось в 5,3 раза. Твердость при температуре 600° С уменьшилась в 2,6 раза, а при температуре 700° С уже в 7,5 раза. Такая же закономерность наблюдалась и для SK. Если при температуре 600° С он уменьшился в 1,65 раза, т. е. так же, как и σв, то при температуре 900° С — в 9,1 раза.

Несколько иная картина изменения механических свойств с изменением температуры нагрева наблюдается у нержавеющей стали 12Х18Н9Т в нормализованном состоянии (табл. 4).

Если предел прочности, предел текучести, твердость с повышением нагрева монотонно уменьшаются, то относительное удлинение в отличие от результатов, полученных для рассмотренных выше сталей, уже не увеличивается, а уменьшается. Истинный предел прочности при растяжении (Sк) закономерно уменьшается с увеличением температуры нагрева. Изменение механических свойств труднообрабатываемых материалов при нагреве до 600°С и более высоких температур в сравнении с исходными дано в табл. 5.

Большой интерес представляет изменение при нагреве механических свойств высокопрочных труднообрабатываемых чугунов. Для этих материалов характерна весьма высокая исходная твердость и наличие в их структуре составляющих, сравнимых по твердости с инструментальными материалами (твердыми сплавами). С повышением температуры нагрева до 600°С твердость чугуна ИЧХ28Н2 уменьшилась в 1,76 раз, а при температуре 900° С — в 2,2 раза.

Результаты измерений предела прочности при растяжении и сжатии чугуна ИЧХ28Н2 при различных температурах приведены в табл. 6. С увеличением температуры нагрева до 600° С прочность чугуна уменьшилась приблизительно в 1,5—1,7 раза, а при нагреве до 800° С — в 3,6—4,3 раза.

На первый взгляд создается впечатление, что приведенные выше соотношения изменений механических свойств при нагреве у сталей (см. табл. 5) сохраняются и для чугуна ИЧХ28Н2. Однако, если учесть наличие в этом чугуне весьма твердых карбидов хрома— Cr7C3, картина существенно изменится.

Микротвердость карбидов с увеличением температуры хотя и снижаемая заметно, однако при 800° С она сравнима с микротвердостью металлокерамических   твердых   сплавов (рис. 3).


Рис. 3. Средняя микротвердость чугуна ИЧХ28Н2 1 и карбидов хрома 2 в зависимости от температуры нагрева