Матвед ДЗ

Материал 30Г

ГОСТ 4543-71

Сталь конструкционная легированная.

Назначение стали: улучшаемые детали, к которым предъявляются требования невысокой прочности: тяги, оси, цилиндры, диски, болты, гайки, винты и т.д.

Химический состав материала 30Г:

Элемент	C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
% содержания	0.27-0.35	0.17-0.37	0.7-1	До 0.3	До 0.035	До 0.035	До 0.3	До 0.3

Механические свойства при Т=С материала 30Г:

Сортамент	Размер				y	KCU	Термообработка
-	мм	МПа	МПа	%	%	кДж/	-
Пруток	25	540	315	20	45	780	Закалка при С, вода, отпуск при , воздух.

Твердость материала 30Г после отжига – HB

- предел кратковременной прочности, [МПа].

– предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа].

– относительное удлинение при разрыве, [%].

У – относительное сужение, [%].

KCU – ударная вязкость, [кДж/].

Нагревается доэвтектоидная сталь марки 30Г, содержащая 0.27-0.35% углерода (ГОСТ 4543-71).

При подведении энергии до 727 С исходные фазы и , а также структура, состоящая из крупных зерен перлита и феррита, сохраняются по причине недостатка тепла для начала фазных изменений.

В точке 1 (температура 727 С) происходит превращение перлита в аустенит, в результате чего из двух гетерогенных фаз ( и ) путем перестройки решетки и диффузионного перераспределения углерода возникает одна - . Этот процесс состоит в следующем: в местах соприкосновения и возникают центры кристаллизации - , которые растворяют в себе пластинки , входящие в состав перлита. Зарождение и рост кристаллов вызывает в примыкающих к ней новых участках под действием углерода превращение . Этот процесс продолжается до полного исчезновения перлитного зерна. При медленном нагреве он начинается заканчиваться при 727 С. Поскольку каждая перлитная колония имеет большое количество пластин цементита и феррита, зарождается несколько центров кристаллизации аустенита, что приводит к получению мелких зерен, концентрация углерода в них выравнивается и составляет 0.8%.

В доэвтектоидных сталях при нагреве в интервале температур между линиями PS и GS в отличии от заэвтектоидных сталей и чугунов в результате диффузии углерода происходит растворение избыточного феррита в аустените. На линии GS этот диффузионный процесс завершается, сталь получает мелкозернистую структуру. Дальнейший нагрев стали в аустенитной области, начиная с температуры около 1100 С, вызывает рост зерен аустенита. Атомы углерода переходят от одного зерна к другому через границу раздела. Это приводит к постепенному уменьшению, а затем и исчезновению одних зерен и укрупнению других. Чем выше температура нагрева, тем крупнее зерна аустенита.

Выше Ac3 образуется чистая фаза (крупными зернами), чем больше температура, тем крупнее зерна. Достигается однородность материала.

При пересечении (JE) начинается выделятся жидка фаза и происходит аллотропическое превращение .

При достижении ликвидуса наблюдается практически чистая жидкая фаза. Растворяются последние зерна фазы.

Выше ликвидуса наблюдается только чистая жидкая фаза.

Часть 2

Охлаждается заэвтектический белый чугун , содержащий 5,2% углерода ( ГОСТ 1215-59, ГОСТ 1215-79)

Сферы применения: производство ковкого чугуна, переплавка чугуна для получения стали.

(Вертикаль К2 на графике 2)

Затвердевание происходит в интервале температур между точками 6 и 7. Когда температура достигает точки 6, из жидкой фазы выделяются первичные кристаллы фазы .

Между линиями CD и CF вследствие избытка углерода из жидкой фазы выделяются кристаллы первичного цементита, состав которого не изменяется, но содержание углерода в жидкой фазе непрерывно уменьшается по линии CD до 4,3% при достижении 1147 С. После из этого углерода (4,3%) при затвердевании образуется отдельная фаза – эвтектика (ледебурит первичный). Она состоит из (2,14%) и (6,67%).

От 1147 до 727 С растворяемость углерода в аустените падает.В этом же температурном промежутке ледебурит первичный представляет смесь аустенита с цементитом, и при 727 С (точка 8) образуется смесь из перлита и цементита – ледебурит вторичный.