EN
C45 plieno mechaninės savybės po užšaldymo ir kaitinimo
Kaitinimo ir užšaldymo poveikis tempimo stiprybei, takumo ribai ir kietumui
C45 plienas parodo reikšmingą apdorojamumo ir stiprumo pusiausvyrą dėl C45 mikrostruktūros pokyčių, kurie pasiekiami standartiniu užšaldymu ir kaitinimu (Q&T). Vidutinis tempimo stipris yra 700–850 MPa, o vidutinis takumo stipris – 450–600 MPa, kas patvirtinta ASTM E8 standarto pagalba. Standartinis po kaitinimo bandymas parodo vidutinį kietumą 25–32 HRC, kas patvirtinta ASTM E18 standarto pagalba. Ši kombinacija rodo, kad plienas gali struktūriškai išlaikyti tiek statines, tiek dinamines apkrovas. Žemiau esančioje lentelėje suvestos kai kurios svarbiausios mechaninės savybės:
Savybė Tipinė riba (Q&T) Bandymo standartas
Tempimo stipris 700–850 MPa ASTM E8
Takumo stipris 450–600 MPa ASTM E8
Kietumas (HRC) 25–32 ASTM E18
Kietumo ir smukčiui atsparumo pusiausvyros poveikis dinaminėms detalėms
Optimalus kietumo ir trapumo sumažinimo balansas, užtikrinantis visišką nuovargio atsparumą, pasiekiamas kalant 550 °C temperatūroje. Smūginis stiprumas yra 30–50 J diapazone (ASTM E23). Tai rodo visišką įtrūkimų pradžios atsparumą velenams ir pavaroms, kurie veikiami ciklinės apkrovos. Šerdies dalis parodo vidutinį plastšumą – 8–12 % pailgėjimą. Tai daugiau nei pakankamas plastšumas, kad būtų galima ištverti visišką perapkrovą be to, kad po lūžio atsirastų bet kokių trapumo požymių. Šis dvilypis savybių pobūdis yra esminis užtikrinant tinkamą saugą ir patikimumą nuovargio sukeltose verslo sistemose.
C45 plieno naudojimas velenų ir pavarų konstrukcijose
Konstrukcinės taikymo pavyzdžiai apima varomuosius velenus, pagrindinius velenus ir pavaras jėgos perdavimui.
C45 plienas, kuris pasižymi numatyta stiprumo ir atsparumo stiprumo reikšme, naudojamas sukamiesiems komponentams, kuriems būdingos didelės įtempimų apkrovos. C45 plieno varomieji velenai pasižymi aukšta sukimo standumu. C45 plienas taip pat yra pageidaujamas verpetų ir įrankių gamintojų pagrindiniams verpetams, nes po kietinimo C45 paviršius lieka kietas ir stabilus. Energijos perdavimo pramonėje bei automobilių varomuosiuose mechanizmuose naudojami ž gears naudoja C45 plieną, nes jo kietintas paviršius atsparus eksploatacijos metu kylantiems nuovargio reiškiniams ir paviršiaus dilimui. Papildomas privalumas – šio plieno tvirtas šerdies sluoksnis neleidžia susidaryti lenkimo nuovargiui. C45 plienas projektuotojams suteikia pranašumą: jo paviršius atsparus dilimui, o šerdis – smūgiams sugerti. C45 plieną galima šiluminai apdoroti, kad būtų pasiektas tam tikro projekto reikalaujamas atsparumas smūgiams.
C45 plieno apdirbamosios savybės ir tikslus gamybos procesas
CNC apdirbimo našumas, paviršiaus baigiamosios apdorojimo kokybė ir įrankių tarnavimo trukmės aspektai
C45 plienas turi 0,42–0,50 % anglies ir, po užšaldymo bei kalimo, sukuria vienodą mikrostruktūrą, kurios kietumas yra apytiksliai 200–250 HB. Tai daro C45 plieną medžiaga, kuri puikiai tinka aukštos tikslumo CNC apdirbimui. Dėl mažesnio įrankių nusidėvėjimo C45 leidžia taikyti agresyviausius apdirbimo parametrus ir sumažina apdirbimo ciklo trukmę maždaug 15 % lyginant su labiau leguotais plienais. Įvairių inžinerinių taikymų paviršiaus baigiamųjų apdirbimo reikalavimai, pvz., komponentų su sandariais paviršiais (pavaros dantys ir guolio velenai), nuolat tenkinami pasiekiant paviršiaus šiurkštumą Ra ≤ 1,6 μm. Tai paaiškinama žemiau išvardytais trimis veiksniais:
- Nuolatinis – pjovimo čiupinėliai: lankstūs ir segmentuoti čiupinėliai, mažinantys susidarantį kraštų užsikimšimą
- Aukštesnė – šiluminė laidumas: įrankių kietumas išlaikomas
- Viename – mikrostruktūra: mažesnis įrankių nusidėvėjimas
C45 stabilumas atitinka ir pakartoja ±0,001 colio tikslumą didelės gamybos apimties sąlygomis. Po užšaldymo ir kietinimo C45 turi mažą likutinį įtempimą, todėl mažėja po apdirbimo susidarančios deformacijos, o perprojektuotas užšaldymo procesas dar labiau pagerina C45 paviršiaus vientisumą. Šios savybės padeda pratęsti įrankių tarnavimo laiką ir sumažinti gamybos kaštus maždaug 20–30 %.
Atsparumas nuovargiui ir dėvėjimuisi dinaminėmis eksploatacijos sąlygomis
Paviršiaus kietumas priešširdinę tvirtumą: optimizavimas lenkimo nuovargiui ir kontaktiniam įtempimui
Vienas būdas sukurti metalurginės struktūros gradientą yra perkaitinimo ir kalimo (Q&T) procesą. C45 plienas vidinį gradientą įgijo perkaitinimo ir kalimo procesu. Paviršius užkietėja ir pasiekia apie 55–60 Rockvelo C skalės (HRC) vienetų. Šis užkietėjęs paviršius sumažina dilimo poveikį, kuris vyksta daugiausia dėl adhezinio ir abrazyvinio dilimo procesų, susikaupusių plieno paviršiuje. Paviršius išlaiko šukas, o plienas atlaiko dilimo sukeliamą žalą. Plieno struktūra padeda sugerti ir išsklaidyti įtrūkimus, kurie galėtų susidaryti. Užkietėjęs paviršius padeda sumažinti įtrūkimų ilgį paviršiuose, kurie liečiasi vienas kito ir įsibėga vienas į kitą. Plieno paviršius išlieka stipriai sujungtas ir išlaiko formą net po milijonų sąveikų. Užkietėjusios dalies struktūra išlieka nepažeista kalintam plienui. Daugelyje ciklų susidarytų karbido struktūros įtrūkimai, todėl plienas turi būti tinkamai kalintas, kad įtrūkimai liktų tik paviršiaus sluoksnyje. Kalintas paviršius gali būti naudojamas daugiau nei 10⁶ ciklų pramonės sąlygomis. Tuo tarpu užkietėjusi dalis susijusi su paviršiaus įtrūkimų atsparumu.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kokie yra pagrindiniai C45 plieno mechaniniai savybės po užšaldymo ir kaitinimo procesų?
Užšaldymas ir kaitinimas leidžia C45 plienui pasiekti tempiamąją stiprybę 700–850 MPa, strypams – takumo stiprybę 450–600 MPa ir kietumą 25–32 HRC.
Kodėl C45 plieną reikia kaitinti 550 °C temperatūroje?
C45 plieno kaitinimas 550 °C temperatūroje padidina užkaitinto paviršiaus nuovargio atsparumą, taip pat sumažina paviršiaus trapumą.
Kokie yra pagrindiniai C45 plieno privalumai reikalaujančiose situacijose?
C45 plienas pasižymi sukimo standumu, išskirtine nuovargio stiprybe ir geru stiprybės bei kietumo deriniu, todėl jis puikiai tinka velenams ir galios perdavimo pavaroms.
Kokia yra C45 plieno našumas CNC apdirbime ir tiksliajame gamybos procese?
Dėl subalansuoto anglies kiekio C45 plienas tinka aukštos tikslumo CNC apdirbimui, kuris užtikrina gerą paviršiaus baigiamąją apdailą ir ilgesnį įrankių tarnavimo laiką.
Kaip metalurginis gradientas veikia C45 plieno našumą?
Kalėjimo ir kaitinimo gradientas sukuria stiprius šerdies sluoksnius ir dėvėjimui atsparias paviršių, optimizuodamas našumą lenkimo nuovargiui ir kontaktiniam įtempimui.