Факторы, оказывающие влияние на прокаливаемость

Пояснения к работе

Формирование свойств изделий протекает в процесса оконча­тельной термической обработки: закалки и отпуска. Важнейшими технологическими характеристиками сталей являются закаливае­мость и прокаливаемость. Закаливаемость - это способность ста­лей воспринимать закалку, т.е. получать мартенситную структуру и повышать твердость в 2-3 раза. Прокаливаемость - это способ­ность сталей получать мартенситную или тросто-мартенситную структуру на определенную глубину. Эти характеристики для ка­таных сталей определяются, в основном, их химическим составом и размером действительного зерна. Для мелкозернистых сталей характерно снижение прокавливаемости, а легирование, особенно комплексное, заметно её увеличивает.

На эакливаемость и прокаливаемость порошковых сталей, кроме факторов, присущих катаным сталям, оказывают влияние особенности их структуры. Прокаливаемость определяет служеб­ные свойства изделий, их долговечность и надежность в эксплу­атации.

Прокаливаемость углеродистых сталей определяется устойчи­востью аустенита против эвтектоидного распада и зависит от его гомогенности, размеров действительного зерна и химического состава. С укрупнением действительного аустенитного зерна уменьшается суммарная межзеренная поверхность, на которой пред­почтительно начинается распад, и прокаливаемость увеличивается.

Для поровховых сталей прохаливаекость зависит, кроме пе­речисленных факторов, от наличия, количества пор и неметалли­ческих включений. Повышение плотности материала при одинаковом химическом составе приводит к увеличению устойчивости переохлажденного аустенита, уменьшению критической скорости закалки, увеличению прокаливаемости. С повышением плотности порошковых сталей увеличивается твердость закаленных образцов и удлиня­ется зона мартенситных и полумартенситных структур. Прокалива­емость высоксплотнкх порошковых материалов занимает промежуто­чное положение между пористыми и катаными сталями. Простейшей характеристикой прокаливаемости служит критический диаметр, т.е. диаметр максимального сечения, которое в данном охлади­теле прокаливается насквозь.

Как видно на рис.1 и 2, для увеличения прокаливаемости детали данного сечения необходимо или повышать скорость охла­ждения (кривая 1 сдвигается вверх), или понижать критическую скорость закалки: и в том, и в другом случае заштрихованное сечение закаленной зоны будет возрастать. Чем правее распо­ложена С-кривая начала распада аустенита, тем меньше Vкр и больше прокаливаемость.

Рис.1. Критические скорости закалки для высокоплотной (_Vкр.пл.) и пористой (V_кр.пор.) сталей

Рис.2. Прокаливаемостъ цилиндра: а - Несквозная; б - сквозная; I — кривая распределения ско­ростей охлаждения по диаметру цилиндра; 2 - критическая скорость охлаждения; заштрихованная область - слой, закаленный на мартенсит

Таблица: Влияние содержания углерода на твердость сталей.

Выводы:

1. Сталь с содержанием С=0,2% закалку не получила, твердость поверхностного слоя соответствует твердости ферито-цементитной смеси;

2. С увеличением содержания углерода в стали закаливаемость возростает;

3. С увеличением содержания углерода в сталях прокаливаемость возрастает. Низкая прокаливаемость порошковых сталей определяется гетерогенностью структуры, повышенным содержанием неметаллических включений и наследственной мелкозернистостью структуры.