ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обрабатываемость стали режущими инструментами (д-р техн. наук А. И. Исаев, кандидаты техн. наук Кириллова и И. И. Ташлицкий) из "Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 2 " Для увеличения прокаливаемости в практике термической обработки иногда повышают температуру закалки или удлиняют выдержку. Однако это можно использовать только в том случае, когда не наступает сильного укрупнения зерна или увеличения количества остаточного аустенита. [c.78] Прокаливаемость — глубина проникновения закаленной зоны (расстояние от поверхностного слоя с мартенситной структурой до слоя с полумартенситной структурой— 50% мартенсита и 50% продуктов распада аустенита). Полумартенситную зону можно определить по микроструктуре и твердости. [c.78] Твердость полумартенситной зоны (табл. 2) зависит в основном от содержания углерода. [c.78] Большое значение при формировании свойств имеют скорости нагрева и скорости охлаждения при термической обработке. [c.79] Скорость нагрева. Нагрев стали до заданной температуры желательно производить с максимальной скоростью. Это экономично, так как увеличивает производительность нагревательных средств, уменьшает количество печей и потребность в рабочей силе, уменьшает расход топлива. Однако большая скорость нагрева не всегда возможна. Различают допускаемую для данного изделия и материала скорость нагрева и технически возможную в данном агрегате. [c.79] Допускаемая скорость нагрева должна быть такой, чтобы внутренние напряжения, возникающие в результате неравномерности нагрева, не вызвали бы деформацию или образование трещин в изделии. Чем ниже температура, тем менее пластичен металл, тем больше вероятность образования внутренних напряжений при большой разнице в температурах по сечению, т. е. при большой скорости. [c.79] Допускаемая скорость нагрева определяется химическим составом стали, ее структурой, конфигурацией изделия, интервалом температур, в котором проводитея нагрев. [c.79] При этом необходимо учитывать наличие остаточных напряжений в изделии перед нагревом, возникших в результате предварительной его обработки(обработка давлением, механическая обработка, сварка и др.). Даже незначительные напряжения, возникающие при нагреве, складываясь с остаточными напряжениями, в сумме могут дать напряжения, превосходящие предел прочности металла и привести к его разрушению. [c.79] Превращения требуется такая скорость охлаждения (критическая скорость за-калки), при которой подавляется превращение в перлитной и промежуточной областях. Критическая скорость охлаждения зависит в основном от состава стали. Как правило, при термической обработке конструкционной стали требуется быстрое охлаждение в интервале температур 650—400°С, где аустенит менее всего устойчив и быстрее превращается в феррито-цементитную смесь. В мартенситном интервале 200—300°С охлаждение желательно более замедленное. Это безопаснее в отношении возникновения внутренних напряжений и закалочных трещин. Обеспечение надлежащей скорости охлаждения возможно с помощью использования различных закалочных сред и приемов закалки. [c.82] Однако при этом следует учитывать теплоемкость и теплопроводность стали, а также размеры, форму и состояние поверхности изделия. Для закалки применяют воду,. масла, расплавленные соли и расплавленные металлы. Наиболее распространенным охладителем является вода, закаливающую способность которой можно из.менить, повышая температуру ее или растворяя в ней различные соли. Но большим недостатком воды как охлаждающей среды является интенсивное охлаждение в области низких температур, т. е. в интервале образования мартенсита. [c.82] Отпуск в значительной степени изменяет структуру и свойства стали, особенно в том случае, когда превращение аустенита при закалке происходит в мартенситной области. Эти изменения существенно зависят от содержания углерода в стали и легирующих элементов, которые оказывают большое влияние на дисперсность структуры и поведение остаточного аустенита, а также и от режима отпуска, т. е. температуры и его продолжительности. [c.82] На рис. 7 показано изменение свойств в зависимости от температуры отпуска, а на рис. 8 — в зависимости от температуры и длительности отпуска. [c.82] Г1ри выборе термической обработки необходимо учитывать масштабный фактор, так как термическая обработка крупногабаритных деталей имеет свои особенности. Нагрев и охлаждение таких деталей происходят с большим перепадом температуры по сечению (табл. 8—9). Это вызывает возникновение значительных временных термических напряжений и приводит к тому, что фазовое превращение проходит в различных точках сечения в разное время и при разных температурах, В центральной части крупных деталей наблюдается значительное отставание фазовою превращения. В связи с этим микроструктура н свойства по сечению крупных деталей или поковок неоднородны и меняются от поверхности к центру даже при сквозной закалке. Разница в свойствах особенно зависит от химического состава стали, определяющей ее прокаливаемость. [c.82] Неоднородность свойств по сечению крупных поковок определяет и различие в отборе проб от проката и поковок. На поковках пробы для испытания механических свойств отбираются на 1/3 радиуса от поверхности припуска поковки. От прокатанной полосы, если она имеет толщину не более 60 мм — по оси ее и на расстоянии /4 диаметра или диагонали — если толщина или диаметр более 60 мм. [c.83] Сущность поверхностной закалки состоит в разогреве поверхностных слоев детали до температуры закалки с последующим быстрым охлаждением. [c.87] Частоту тока выбирают в зависимости от требуемой глубины закаленного слоя и размеров обрабатываемых изделий (табл. 10). [c.87] При поверхностной закалке наибольшее распространение получила сталь со средним содержанием углерода 0,45—0,40%,которая после закалки имеет высокую твердость и износостойкость. Сталь с более высоким и более низким содержанием углерода находит меньшее применение в первом случае из-за опасности возникновения закалочных трещин, а во втором — из-за получения недостаточно высокой твердости. Помимо углеродистой, широкое применение находит и легированная сталь (табл. И). [c.87] Твердость закаленного слоя после низкотемпературного отпуска. [c.88] Выбор марки стали определяется в основном условиями эксплуатации деталей (табл. 12) и возможностью получения после поверхностной закалки высокой твердости (более 50Я/ С). [c.89] Вернуться к основной статье