О 0,2 О/ . Ot6 0,8

Содержание углеводе*, °Л

Рис.2. Твердость полумартенситной зоны HRC50M в зависимости от содержания углерода в стали.

Содержание углерода, %	Твердость HRC50M	Содержание углерода, %	Твердость HRC50M
углеродистая	легированная	Углеродистая	легированная
0,08-0,17	—		0,33-0,42
0,18-0,22			0,43-0,52
0,23-0,27			0,53-0,62
0,28-0,32

У высокоуглеродистых заэвтектоидных сталей твердость
полумартенситной зоны определяется не только содержанием углерода,
т.к. после закалки в их структуре сохраняется остаточный аустенит. Его
количество может значительно изменяться в зависимости от состава
стали и условий выполнения закалки. Все это существенно отражается на
твердости закаленного слоя. Поэтому прокаливаемость

инструментальных сталей характеризуют по толщине закаленного слоя с мартенситной структурой при твердости не ниже 60 HRC.

2. Факторы, влияющие на прокаливаемость.

Прокаливаемость стали тем выше, чем меньше критическая скорость закалки, т.е. чем выше устойчивость переохлажденного аустенита. Поэтому все факторы, уменьшающие критическую скорость закалки (т.е. повышающие устойчивость переохлажденного аустенита) увеличивают прокаливаемость.

Почти все легирующие элементы (кроме кобальта) сдвигают С - кривые (кривые распада аустенита) вправо и, соответственно, снижают критическую скорость закалки. Поэтому легированные стали прокаливаются на значительно большую глубину, чем углеродистые. Особенно сильно повышают прокаливаемость марганец, хром, никель, молибден, бор. Менее сильно влияют кремний, ванадий, вольфрам. Особенно эффективно повышается прокаливаемость при комплексном легировании несколькими элементами.

Устойчивость переохлажденного аустенита повышается, a V_Kp уменьшается только при условии, что легирующие элементы растворены в аустените. Если они находятся в виде избыточных частиц карбидов, то они могут уменьшить устойчивость аустенита. В этом случае карбиды легирующих элементов могут послужить зародышами, облегчающими распад аустенита на феррито - карбидную смесь. Таким образом, карбиды титана, ниобия и ванадия могут понизить прокаливаемость, если их не удается растворить в аустените при нагреве под закалку.

Сильно влияет на прокаливаемость величина зерна аустенита. Так, например, в углеродистой стали при укрупнении зерна аустенита от 6^Ш балла до 2^Ш балла глубина закаленного слоя может возрасти в 2 раза.

Поэтому повышение температуры закалки и увеличение длительности выдержки повышает прокаливаемость стали.

Кроме перечисленных факторов на глубину прокаливаемое™ очень сильно влияет реальная скорость охлаждения при закалке. Так при закалке в воде прокаливаемость может быть в 2 раза больше, чем при закалке той же стали в масле. Поэтому в справочной литературе приводят данные о величине критического диаметра данной стали при закалке в воде и масле.

3. Определение прокаливаемости.

Рис.3. Распределение твердости по сечению закаленного образца и схема определения прокаливаемости «5»

Прокаливаемость стали можно определить по виду излома закаленных образцов небольших сечений (10 - 25 мм) или по распределению твердости по сечению. Для этого образец после закалки разрезают и по диаметру сечения измеряют твердость через каждые 2 мм. На основании полученных данных строят график распределения твердости по диаметру (рис.3).

Далее необходимо определить твердость полумартенситной зоны HRC 5ОМ для исследуемой стали. Для этого можно воспользоваться данными таблицы 1 или рис.2. Так, например, для стали с содержанием углерода 0,45% эта твердость составляет приблизительно 45 HRC.

Теперь на графике (рис.3) на оси ординат находим точку соответствующую величине твердости 45 HRC, проводим через нее горизонталь до пересечения с кривой распределения твердости и опускаем перпендикуляр на ось абсцисс. Полученная точка будет соответствовать границе закаленного слоя, а величина "8" покажет глубину прокаливаемости.

В общем случае прокаливаемость определяют методом торцовой закалки. Для этого используют образец диаметром 25мм и длиной 100мм. Его нагревают под закалку и после выдержки закаливают струей воды, направленной на один из торцов образца.

После окончательною охлаждения измеряют твердость по длине образца. Результаты испытаний изображают графически в координатах "твердость HRC - расстояние от охлаждаемого торца".

Далее способом, описанным выше, определяют твердость полумартенситной зоны для этой стали HRC 5 ОМ и ее местонахождение на кривой распределения твердости.

Прокаливаемость одной и той же стали может колебаться в значительных пределах в зависимости от колебаний химического состава, величины зерна, формы и размера изделия и многих других факторов. Поэтому прокаливаемость стали каждой марки характеризуют не одной кривой, а так называемой полосой прокаливаемости (рис.4).

60

50

I 40

$ 30

£0

О

Дата добавления: 2015-07-08