3.1 Для обеспечения необходимых
показателей механических свойств и твердости заготовки деталей должны быть
подвергнуты термической обработке: нормализации или закалке (нормализации) с
отпуском.
3.2 Механические свойства сталей,
определяемые на продольных образцах, вырезанных из заготовок, в зависимости от
толщины (диаметра) приведены в приложении А (таблица 1).
Рекомендуемые режимы термической
обработки заготовок для получения соответствующего предела текучести в зависимости
от толщины (диаметра) заготовок приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Режимы термической обработки углеродистых и
легированных конструкционных сталей
1) По указанию технологической документации при
нормализации заготовок сечением более 200 мм из сталей марок 35 и 40 для
снятия напряжений производится отпуск при температуре от 620 до 650 °С.
2) См. примечания к измерениям твердости по шкале
Роквелла (приложение Г).
Режимы термообработки стали, для которой
необходимо получить предел текучести, не указанный в таблице 1, а
также для сталей, не приведенных в настоящем стандарте, устанавливает
изготовитель.
3.3 Если в сопроводительной документации
на данную партию проката или поковок из стали марок Ст3, Ст5, 20, 25, 30, 40
имеется указание о проведенной нормализации, то повторную нормализацию
заготовок из этой партии можно не проводить при условии соответствия
механических свойств или твердости требованиям чертежа.
3.4 Термической обработке рекомендуется
подвергать заготовки после предварительной механической обработки в наименьших
сечениях, без надрезов, резких переходов и острых углов, являющихся местами
концентрации напряжений.
3.5 Перепад температуры в рабочем
пространстве печи не должен превышать 25 °С.
3.6 При установке термопар в печи, их концы
(горячий спай) должны находиться на расстоянии не более 100 мм от поверхности
заготовок.
Правильность показаний рабочих термопар
периодически должна проверяться по контрольной платиновой термопаре.
3.7 Рекомендуемая температура печи во
время посадки заготовок для термообработки в зависимости от толщины (диаметра)
заготовки приведена в таблице 2 [1].
3.8 Время прогрева садки
устанавливается с учетом наибольшей толщины (диаметра) заготовок, веса садки и
расположения заготовок на поду печи.
Рекомендуемые нормы выдержки при нагреве:
в пламенных печах - 1 минута, в электропечах от 1,5 до 2 минут, в соляных
ваннах - 0,5 минуты, в свинцовых ваннах от 0,1 до 0,15 минуты на 1 мм толщины
(диаметра).
Для более точного расчета времени
прогрева садки (время нагрева и выравнивания температуры по сечению) в
пламенных и электрических печах может быть рекомендована методика, приведенная
в рекомендуемом приложении В. Методика пригодна для расчета при условии,
что скорость нагрева не ограничена, а температура посадки заготовок в печь
примерно равна температуре проведения операции.
3.9 Нагрев заготовок для закалки
(нормализации) производится с производственной скоростью, если скорость нагрева
в технологии не указана.
3.10 Время выдержки после полного
прогрева садки (при нагреве под закалку, нормализацию) устанавливается
технологической картой термической обработки с учетом массы садки из расчета
нормы выдержки на 1 мм наибольшей толщины (диаметра) заготовок: для
углеродистых сталей 1 минута, для легированных - от 1,5 до 2 минут.
Рекомендуемое время выдержки заготовок в
печи при температурах отпуска в зависимости от толщин (диаметра) заготовки и
массы садки заготовок приведено в таблице 3 [1].
3.11 При охлаждении заготовок (в процессе
закалки) через воду в масло температура воды должна быть в пределах от 30 до 40
°С. При охлаждении массивных заготовок в масле начальная температура его, во
избежание загорания, не должна превышать 50 °С.
Продолжительность охлаждения изделий
больших сечений в охлаждающих средах при закалке приведена в приложении В
(таблица В.1
[3]).
Таблица 3 - Рекомендуемое время выдержки заготовок в печи
Для
стали марок: 10ХСНД, 08ГДНФ, 20ХН3А, 40ХНМА, 38ХН3МФА, 15Х5М, 18Х2Н4ВА,
12Х1МФ, 20Х3МВФ, 18Х3МВ, 25Х1МФ
100
500
2,0
- 2,5
2,0
- 3,0
1000
2,5
- 3,0
3,0
- 3,5
1500
3,0
- 3,5
3,5
- 4,0
Св.
100
500
2,5
- 3,0
3,0
- 3,5
1000
3,0
- 3,5
3,5
- 4,0
1500
3,5
- 4,0
4,0
- 4,5
3.12 Время между охлаждением
после закалки и началом отпуска для заготовок из стали мартенситного класса
марок 15Х5М, 18Х2М4ВА не должно превышать 3-х часов.
3.13 Нагрев заготовок для отпуска
производится с производственной скоростью. Для сталей перлитно-мартенситного и
мартенситного класса марок 18Х2Н4МА, 38ХН3МФА, 20ХН3А скорость нагрева не
должна превышать 240 °С/ч; для этого рекомендуется назначать ступенчатый режим
нагрева с полным прогревом при температуре от 300 до 400 °С.
Указанное ограничение скорости нагрева
рекомендуется, чтобы избежать появления в структуре отпущенной стали ориентации
сорбита по мартенситу, что ведет к понижению ударной вязкости стали.
3.14 Учитывая индивидуальные особенности
термического оборудования предприятия-изготовителя, допускаются отклонения от
рекомендуемых режимов термической обработки в части длительности выдержек,
температуры отпуска и температуры печи во время посадки заготовок для
термообработки при условии обеспечения механических свойств или твердости
металла согласно требованиям чертежа.
Другие отклонения должны быть
согласованы:
для изделий АС и ВМФ - с головной
материаловедческой организацией;
4.1 Необходимость проведения термической
обработки и контроля механических свойств заготовок должно быть оговорено в
чертежах со ссылкой на настоящий стандарт.
4.2 Фактический режим термической
обработки заготовок должен фиксироваться в журнале термического цеха или
участка с указанием обозначения чертежей деталей.
4.3 После выполнения термической
обработки должны быть зафиксированы номер садки, номер печи (для печной
термической обработки) и дата проведения термической обработки.
d - диаметр, расчет продолжительности периода нагрева и
выравнивания температуры по сечению следует вести на максимальное поперечное
сечение изделия по следующей методике:
а) при сплошных круглых сечениях - на
максимальный диаметр;
б) при сплошных прямоугольных сечениях -
на меньшую сторону прямоугольного максимального сечения;
в) при полых, круглых и прямоугольных
сечениях:
для изделий с осевым отверстием до 50 мм
(если наружный диаметр или минимальная сторона прямоугольника более 500 мм) на
сплошное сечение, без учета величины диаметра осевого отверстия;
для заготовок с осевым отверстием до 50
мм (при наружных размерах сечения менее 500 мм), а также для изделий с осевым
отверстием диаметром свыше 50 мм, но не более 500 мм (при любой величине
наружного диаметра или минимальной стороны прямоугольника) сечение приводить к
«сплошному», для этого сумму толщин стенок считать за сплошное круглое или
прямоугольное сечение;
для заготовок с осевым отверстием свыше
500 мм (при любой величине наружного диаметра или стороны прямоугольника)
максимальную толщину стенки следует умножить на коэффициент 1,7, полученную
величину считать приведенным диаметром «сплошного сечения».
Нормы продолжительности нагрева в минутах
на 1 мм поперечного сечения (с подразделением по областям температур) приведены
в таблице Б.1
[2].
Если садка печи состоит из нескольких
заготовок с различным положением на поду (или в рабочем пространстве
вертикальной печи), то полученный при расчете результат нужно умножить на
коэффициент равномерности нагрева соответственно требованиям таблицы Б.2 [2].
Полученные результаты реальны при нагреве
заготовки со всех сторон, в противном случае применять коэффициенты
равномерности, приведенные в таблице Б.2 [2].
Значения твердости (HRC)
указаны в соответствии с ГОСТ
8.064-94 для измерений рабочими средствами измерений, воспроизводящими
шкалы «С» Роквелла от Государственного специального эталона.
До введения в действие ГОСТ
8.064-94 (01.01.1997 г.) значения твердости при введении Государственного
эталона обозначались HRCЭ. Таким
образом, значения твердости, приведенные в стандарте (HRC)
соответствуют по численности значениям применяемым ранее HRCЭ.
В документации, разработанной до 1980
года, числа твердости указаны до введения государственного специального
эталона. Перевод численных значений производится по таблице Г.1,
которая соответствует ранее применявшемуся ГОСТ
8.064-79.
Таблица Г.1 - Перевод чисел твердости HRC
шкалы «С» Роквелла, воспроизводимой Государственным специальным эталоном, в
числа твердости HRC шкалы «С» Роквелла, ранее применявшейся в
промышленности (ГОСТ
8.064-79)