А – избыточной цементит в виде сетки; б – зернистый цементит
Цементитная сетка по границам зерен недопустима, так как увеличивается хрупкость стали. Поэтому закалке заэвтектоидных сталей должен предшествовать отжиг – сфероидезация.
10.2. 6. Какую скорость охлаждения называют критической?
Минимальная скорость охлаждения, необходимая для переохлаждения аустенита до мартенситного превращения, называется критической скоростью закалки. Критическая скорость закалки определяется по диаграмме изотермического распада аустенита (рис. 5).
Рис. 5. Наложение кривых охлаждения на диаграмму изотермического распада аусенита.
Рис. 6. Схема режимов при равных способах закалки:
1 – закалка в одном охладителе; 2 – закалка в двух средах; 3 – ступенчатая закалка;
Изотермическая закалка; 5 – идеальный режим охлаждения.
Из диаграммы следует, что быстрое охлаждение необходимо в области наименьшей устойчивости аустенита (500-650 ºC) с тем, чтобы предотвратить его превращение в феррито-цементитную смесь. Ниже 300 ºC, наоборот, целесообразно медленное охлаждение для предотвращения коробления и растрескивания деталей. Таким образом, идеальная кривая охлаждения должна характеризоваться максимальной скоростью в начале охлаждения при прохождении интервала наименьшей устойчивости аустенита и минимальной скоростью в конце охлаждения при мартенситном превращении (рис.6).
|
|
|
10.2. 7. Чем определяется скорость охлаждения?
Скорость охлаждения определяется видом охлаждающей среды.
Значения скорости охлаждения сталей в различных средах приведены в табл.1. Табл. 1. Скорость охлаждения сталей в различных закалочных средах.
10.2.8. Охарактеризуйте закалочные среды?
Данные табл.1 показывают, что нет идеальной закалочной среды, удовлетворяющей условию достижения оптимальной скорости охлаждения при закалке от разных температур. Растворы солей и щелочей при закалке могут вызвать коробление и трещины, а масло, имеющее хорошие свойства при этих температурах, менее выгодно при температурах 550 - 650 ºC.
10.2.9. Охарактеризуйте закалку в одном охладителе.
Наиболее простой способ закалки – это закалка в одном охладителе, при котором нагретая деталь погружается в охладлающую жидкость и остается там до полного охлаждения. Недостатком этого способа является возникновение значительных внутренних напряжений. Для деталей из углеродистых сталей сечением более 5 мм наиболее широко применяемой закалочной средой является вода, для деталей меньших размеров и легированных сталей – масло.
|
|
|
10.2.10. Охарактеризуйте закалку в двух средах.
Для уменьшения внутренних напряжений применяется закалка в двух средах, при которой деталь сначала охлаждают в воде до 300-400 ºC, а затем для окончательного охлаждения переносят в масло. Недостатком этого способа является трудность регулирования выдержки деталей в первой охлаждающей жидкости.
10.2.11. Охарактеризуйте ступенчатую закалку.
Точное регулирование времени выдержки деталей в первой охлаждающей жидкости достигается при ступенчатой закалке (рис. 6, кривая 3). При этом способе деталь быстро охлаждается погружением в соляную ванну с температурой, немного превышающей (на 30-50 ºC) температуру мартенситного превращения данной стали Мн, выдерживаемой при этой температуре до достижения одинаковой температуры по всему сечению, после чего охлаждается на воздухе. Мартенситное превращение происходит при медленном охлаждении на воздухе, что резко снижает внутренние напряжения и возможность коробления. Недостатком этого способа является ограничение размеров деталей, Из-за низкой скорости охлаждения в сравнительно нагретой среде при закалке крупных деталей в их центральных зонах скорость охлаждения может оказаться ниже критической. Максимальный диаметр деталей из углеродистых сталей, закаливаемых этим способом, составляет 10 мм, легированных –20-30 мм.
|
|
|
10.2.12. Охарактеризуйте изотермическую закалку.
При изотермической закалке в отличие от ступенчатой сталь выдерживаетсяв ваннах до окончания изотермического превращения аустенита. Температура соляной ванны обычно составляет 250-350 ºC. В результате изотермической закалки получается структура бейнита с твердостью 45-55НRC при сохранении повышенной пластичности и вязкости.
10.2.13. Что представляет собой закалка с самоотпуском?
Закалка с самоотпуском применяется в случае термообработки инструмента типа зубил, молотков, в которых должны сочетаться высокие твердость и вязкость. В этом случае изделия выдерживают в закалочной ванне не до полного охлаждения. За счет тепла внутренних участков происходит нагрев поверхностных слоев до нужной температуры, т.е. самоотпуск.
В структуре стали, закаленной при комнатной температуре, присутствует некоторое количество остаточного аустенита. Остаточный аустенит снижает твердость и износостойкость деталей и может приводить к изменению их размеров при эксплуатации в условиях низких температур из-за самопроивольного образования мартенсита из аустенита. Для уменьшения остаточного аустенита в структуре применяют обработку холодом.
|
|
|
10.2.14. Что представляет собой обработка холодом? Какова цель проведения такой обработки?
Обработка холодом представляет собой охлаждение стали ниже 0 ºC до температур конца мартенситного превращения Мк (обычно не ниже –75 ºC), получаемых в смесях сухого льда со спиртом. Обработка холодом должна проводиться сразу после закалки во избежание стабилизации аустенита.
10.2. 15. От каких факторов зависит выбор способа охлаждения нагретой под закалку стальной детали? Чем сложнее форма и больше сечение детали, тем выше напряжения, возникающие при закалке, и больше опасность образования трещин. Чем больше содержание углерода в стали, тем большие объемные изменения протекают при превращении, тем больше опасность деформации и образования трещин.
Понятие о прокаливаемости.
Важной характеристикой стали является прокаливаемость.
10.3.1. Что называют прокаливаемостью? Что принимают за глубину прокаливаемости?
Прокаливаемостью называется глубина проникновения закаленной зоны.За глубину прокаливаемости принимается слой с полумартенситной зоной: 50% мартенсита и 50% троостита. Несквозная прокаливаемость обусловлена тем, что при закалке деталь охлаждается быстрее с поверхности и медленнее в сердцевине. Распределение скорости охлаждения по сечению детали показывает, что у поверхности скорость охлаждения максимальна, а в центре – минимальна (рис. 7).
Рис. 7. Влияние скорости охлаждения на прокаливаемость стали.
Прокаливаемость, как и критическая скорость охлаждения связана со скоростью превращения аустенита и, следовательно, с положением кривых на диаграмме изотермического превращения. При сквозной прокаливаемости по сечению изделия механические свойства одинаковы, при несквозной прокаливаемости в сердцевине наблюдается снижение прочности, пластичности и вязкости металла.
10.3.2. Что называют критическим диаметром? Как его определяют?
Критический диаметр Dкр- есть максимальный диаметр сечения, прокаливающегося в данном охладителе насквозь (50% мартенсита и 50% троостита). Наиболее простой метод определения критического диаметра – метод торцевой закалки (рис.8).
Рис. 8. Схема испытания на прокаливаемость методом торцевой закалки.
Критический диаметр Dкр определяют после закалки, измеряя твердость на боковой поверхности по высоте образца.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 579; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!