Основы термической обработки - Крупицкий В.А.
Скачать (прямая ссылка):
*| Vxpm. 1 $ 1
рч,/|
V«pufnt i, i
Закаленная / Закаленная зона ' зона Незакаленная
зона
Рис. 64. Схема изменения скорости охлаждения по сечению изделия.
61
Таблица 9. Твердость полумартенситной зоны в зависимости от содержания в стали углерода. ______________________________________
Содержание углерода (в %) Твердость (НдС)
0,3 35
0,4 39
0,5 43
0,6 47
0,7 51
0,8 54
Прокаливаемость стали определяется также методом торцовой закалки. Преимущество этого метода состоит в том, что он проводится в стандартных условиях и поэтому дает сравнимые результаты. Схема прибора для торцовой закалки и эскиз образца приведены на рис. 65. Круглый образец 3 стандартных размеров нагревают на 50° выше критической температуры Асз и выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем его устанавливают в отверстие 4 кронштейна закалочного прибора. Струя воды поступает из трубки 1 и ударяет в торец образца. Высота струи регулируется краном по специальному указателю 2. Согласно ГОСТ, диаметр трубки 1 должен быть равен 12,5 мм, а высота свободной струи воды -65 мм. Очевидно, что при торцовом охлаждении нижний торец образца охлаждается с максимальной скоростью, а по мере удаления от торца скорость охлаждения убывает.
После охлаждения образец извлекают из прибора а измеряют его твердость на поверхности по длине через каждые 1,5 мм. Для этого с двух противоположных сторон образца (по длине) сошлифовывают плоскости. Результаты измерения твердости представляют в виде диаграмм. Затем с помощью данных табл. 9 определяют прокаливаемость стали. Кривые прокаливаемости двух различных сталей, полученные методом торцовой закалки, представлены на рис. 66. Как видно из этого рисунка, сталь 1 обладает более глубокой прокаливаемостью, чем сталь 2, закаливаемость же их одинакова. Таким образом, практическое значение прокаливаемости состоит в том, что она характеризует свойства, которые можно получить при закалке в сердцевине изделия, в то время как закаливаемость определяет свойства только поверхностного слоя изделия.
75
во
$45
I
§30
&Х4
о 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Расстояние от охлаждаемого торца, вт
Рис. 66. Изменение твердости образцов (по длине) двух различных сталей после торцовой
закалки.
Рис. 65. Схема установки и эскиз образца для определения прокаливаемости стали методом торцовой закалки.
62
ДЕФЕКТЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В СТАЛИ ПРИ ЗАКАЛКЕ.
Закалка является наиболее ответственным видом термической обработки. Она протекает в тяжелых для изделия условиях вследствие весьма резкого изменения его температуры, поэтому при закалке необходимо тщательно и точно выполнять установленный режим. Ошибки и неточности, допущенные при закалке, очень часто вызывают дефекты, которые в ряде случаев приводят к неисправимому браку.
Коробление изделия и образование трещин — наиболее часто встречающиеся при закалке
дефекты. Они являются результатом возникновения в изделиях больших внутренних
напряжений, связанных с изменениями объема закаливаемого изделия. Объемные изменения
и сопровождающие их внутренние напряжения имеют место в основном по двум причинам.
Первой причиной является быстрое и резкое охлаждение изделий при закалке, в результате
чего изменение объема различных слоев изделия протекает неодновременно. Это вызывает
внутренние напряжения в изделии, механизм действия которых рассмотрен выше.
Чем больше поперечное сечение изделия, тем неравномернее происходит изменение объема
в различных его слоях и, следовательно, тем выше будут внутренние напряжения.
Другой причиной появления закалочных трещин и коробления является изменение объема
изделия при превращении аустенита в мартенсит. Как уже указывалось ранее, аустенит
имеет наименьший объем из всех структурных составляющих стали, а мартенсит —
наибольший. Следовательно, при переходе аустенита в мартенсит объем стали
увеличивается. Так как при закалке превращение аустенита в мартенсит происходит
неодновременно по всему сечению образца, то в нем возникают внутренние напряжения. В
тех местах изделия, где эти внутренние напряжения окажутся выше предела прочности
стали, появятся трещины. Если внутренние напряжения значительны, но не достигают
предела прочности стали, то произойдет коробление изделия, т. е. искажение его формы.
Возникновению опасных внутренних напряжений способствуют неблагоприятная форма
изделия, резкие переходы по толщине, острые
подрезы и т. п. Пример образования трещин при
закалке на шлицевом валике вследствие острых
углов канавок приведен на рис. 67. Закалочные
трещины могут появляться также из-за
неудовлетворительной подготовки структуры
стали к закалке: недостаточного прогрева
изделия перед охлаждением в закалочной среде
или, наоборот, перегрева изделия и получения
крупнозернистого строения.
Следует иметь в виду, что закалочные трещины
могут появиться иногда значительное время
спустя после закалки изделия. Поэтому отпуск
рекомендуется производить сразу после закалки.
Существует много способов, с помощью
которых можно ослабить внутренние п с т
