Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 68 стр.

UptoLike

Рис 1. Схема, показывающая различную скорость охлаждения по
сечению заготовки
. Если скорость охлаждения на поверхности окажется
больше критической, а в центре - меньше (например: V
3
,
рис.1), то, в этом случае, аустенит в поверхностных слоях
превратится в мартенсит, а в центре - в феррито-
цементитную смесь. Переходный слой между поверхностью
и сердцевиной будет иметь смешанную структуру
мартенсита и феррито-цементитной смеси.
Следовательно, если действительная скорость
охлаждения в сердцевине изделия будет превышать
критическую скорость закалки V
KP
, (рис.1), то сталь получит
мартенситную структуру по всему сечению и, тем самым,
будет иметь сквозную прокаливаемость.
Если действительная скорость охлаждения в сердцевине
будет меньше V
KP
, то изделие прокалится на некоторую
глубину.
В конструкционных сталях за глубину закаленного слоя
условно принимают расстояние от поверхности до
полумартенситной зоны (50% мартенсита + 50% тростита).
Диаметр заготовки, в центре которой после закалки в данной
охлаждающей среде образуется полумартенситная структура,
называют критическим диаметром (Д
кр
).
В инструментальных сталях прокаливаемость
характеризуют по толщине закаленного слоя с мартенситной
структурой, а за критический диаметр принимают диаметр
заготовки, в центре которой после закалки образуется
мартенситная структура с твердостью выше HRC60.
Как отмечалось выше, твердость мартенсита и феррито-
цементитной смеси при определенной дисперсности
определяется, главным образом, содержанием углерода.
Поэтому, твердость полумартенситного слоя может быть
заранее определена, если известно содержание углерода в
изучаемой стали (рис.2). Например, при содержании 0,28-
0.32% углерода, твердость полумартенситной структуры
углеродистой стали HRC 35, а легированной - HRС 40.
Прокаливаемость тем выше, чем меньше критическая
скорость закалки, т.е. чем выше устойчивость
переохлажденного аустенита. Поэтому, вес факторы,
понижающие критическую скорость закалки и
увеличивающие устойчивость переохлажденного аустенита,
способствуют увеличению прокаливаемости.
Легированные стали, вследствие более высокой
устойчивости переохлажденного аустенита и,
соответственно, меньшей критической скорости охлаждения,
прокаливаются на значительно большую глубину, чем
углеродистые.
Наибольшее влияние на прокаливаемость стали
оказывают марганец, хром и малые присадки бора (0,003-
0,005%). Менее сильно влияют никель и кремний.
Прокаливаемость особенно возрастает при одновременном
введении в сталь нескольких легирующих элементов.
Прокаливаемость стали повышается только в том случае,
если легирующие элементы растворены в аустените. В
случае, если они не растворены в аустените и находятся в
виде избыточных частиц карбидов, они не только не
увеличивают прокаливаемость, а уменьшают ее, т.к. карбиды
132 131