Прокаливаемость

Под прокаливаемостью подразумевают глубину проникновения закаленной зоны[2].

Несквозная прокаливаемость объясняется тем, что при закалке деталь охлаждается быстрее с поверхности и медленнее – в сердцевине.

При закалке скорость охлаждения распределяется по сечению так, как это показано на рис. 2.1, а, пунктирной линией; у поверхности скорость охлаждения максимальная, в центре – минимальная. Если критическая скорость закалки равна величине, показанной на этой схеме горизонтальной пунктирной линией, то деталь не прокаливается насквозь, и глубина закалки будет равна заштрихованному слою (рис. 2.1, а).

Очевидно, с уменьшением критической скорости закалки увеличивается и глубина закаленного слоя, и если v_K будет меньше скорости охлаждения в центре, то это сечение закалится насквозь.

Рис. 2.1. Схемы, показывающие различную скорость охлаждения по сечению

и всвязис этим несквозную прокаливаемость

Если сечение велико и скорость охлаждения на поверхности меньше v_K, то при данном способе закалки сталь не закалится даже на поверхности.

Следовательно, чем меньше v_K, тем глубже прокаливаемость.

Прокаливаемость, как и v_K, тесно связана со скоростью превращения аустенита в перлит и, следовательно, с расположением кривой начала превращения на С-диаграмме.

Предположим, что имеем цилиндрическую деталь.

Кривые охлаждения центра, поверхности и сечения, расположенного на половине радиуса от поверхности, наложенные на С-диаграмму, показаны на рис. 2.1, б.

Для данной стали при данных условиях охлаждения на поверхности получится мартенситная структура, в цeнтре – перлитная, на расстоянии половины радиуса получится мартенсит + троостит.

Если С-кривая располагается правее, чем показано на рис. 2.1, б, вследствие большей устойчивости переохлажденного аустенита, то, очевидно, прокаливаемость увеличится.

Следовательно, чем медленнее происходит превращение аустенита в перлит, чем правее расположены линии на диаграмме изотермического распада аустенита, тем глубже прокаливаемость.

Для практической оценки прокаливаемости пользуются величиной, которая называется критическим диаметром.

Критический диаметр Д_K – это максимальный диаметр цилиндрического прутка, который прокаливается насквозь в данном охладителе. Следовательно, для данной стали каждой закалочной среде соответствует свой критический диаметр. Очевидно, чем интенсивнее охлаждает закалочная среда, тем больше величина критического диаметра.

На рис. 2.2 показана глубина закалки (незаштрихованная часть сечения) закаленных в воде и масле образцов различного диаметра одной и той же стали.

Распределение закаленной и незакаленной зон показывает, что для каждого охладителя есть максимальное сечение, прокаливающееся насквозь D _К, причем D _{К m} < D _{К b} так как масло охлаждает медленнее, чем вода.

Критический диаметр – важная и удобная величина приназначении марки стали на изделие.

Если нужно, чтобы изделие при термической обработке прокаливалось насквозь, следует выбрать такую сталь, чтобы критический диаметр был больше диаметра изделия.

Рис. 2.2. Прокаливаемость прутков различного размера при закалке в воде

и масле (заштрихована незакаленная сердцевина)

Дата добавления: 2014-11-29