2.5. Прокаливаемость и закаливаемость стали

Прокаливаемость характеризует способность стали закаливаться на определенную глубину. При охлаждении в процессе закалки по сечению детали скорость охлаждения будет различна - чем дальше от поверхности тем она меньше. Поэтому и структура по сечению детали может быть различной (М, М+Т, Т, С, Ф+П).

Прокаливаемость - расстояние от поверхности до того места, где в структуре 50% мартенсита и 50% тростита (полумартенситная зона). Прокаливаемость выражается в мм и зависит от состава стали, а точнее от величины верхней критической скорости закалки. С увеличением содержания углерода и легирующих элементов, верхняя критическая скорость закалки уменьшается и глубина прокаливаемости увеличивается. Прокаливаемость характеризуют также критическим диаметром закалки. Это такой диаметр прутка стали в центре которого при охлаждении в воде получается полумартенситная зона. Естественно, что критический диаметр закалки в 2 раза больше прокаливаемости.

Прокаливаемость важнейшая характеристика стали, определяющая выбор марки стали в зависимости от размеров закаливаемой заготовки. Чем больше размер заготовки, тем более легированная сталь должна быть применена.

Закаливаемость стали характеризует твердость правильно закаленной стали и измеряется в единицах твердости. Чем больше содержание в стали углерода, тем больше искажения решетки мартенсита и выше твердость. Легирующие элементы на закаливаемость влияют слабо.

Закаливаемость и прокаливаемость сталей определяют опытным путем. Значения этих характеристик для различных сталей приведены в справочниках.

 Таблица 2

Дефекты закалки стали и пути их исправления

 

Вид дефекта	Причина	Способ исправления
Недостаточная твердость	1.Нагрев доэвтектоидных сталей ниже А3. В структуре остается феррит 2.Нагрев заэвтектоидных сталей выше Асм В структуре больше Аост. и отсутствует цементит 3.Недостаточная скорость охлаждения В структуре присутствует тростит	Повторная закалка           Повторная закалка   Сменить охладитель или способ закалки Увеличить скорость охлаждения
Трещины	Чрезмерно быстрое охлаждение в мартенситном интервале	Сменить охладитель или способ закалки. Уменьшить скорость охлаждения
Повышенная хрупкость	Перегрев доэвтектоидных сталей, сильный рост зерна. Наличие в исходной структуре заэвтектоидной стали сетки цементита	Повторная закалка     Перед закалкой провести нормализацию
Сильное обезуглераживание и окисление поверхности	Завышена продолжительность выдержки при нагреве	Уменьшить выдержку до требуемой

 

 

2.6. Обработка стали холодом

Обработку стали холодом применяют для уменьшения количества остаточного аустенита в закаленных высокоуглеродистых сталях (см.рис.6). При охлаждении до

-70..-190⁰ остаточный аустенит превращается в мартенсит.

Обработку холодом проводят непосредственно после закалки путем погружения изделий в смесь авиационного бензина с жидким азотом на 1-1,5 часа.

Обработка холодом обычно применяется:

1. Для инструмента из быстрорежущих сталей и деталей

шарикоподшипников с целью повышения твердости;

2. Для улучшения свойств постоянных магнитов;

3. Для стабилизации размеров точного измерительного инструмента (например, калибров)