19. Режимы закалки стали. Температура, среда нагрева, среда охлаждения.

Закалка – нагрев выше каких-то критических точек и последующее ускоренное охлаждение.

Для доэвтектоидных, углеродистых, низколегированных сталей – А₃ + 40-70°С;

Для заэвтектоидных – А₁ + 40-70°С;

Для высоколегированных сталей – А₃ + 100-200°С.

Если нагревать выше Аст, после закалки высокоуглеродистый мартенсит с высоким уровнем напряжений. Возможно образование трещин.

Структура после закалки в доэвтектоидных сталях – М, в заэвтектоидных – М + К_избыт.

Скорость нагрева под закалку.

Чем выше скорость нагрева, тем экономичнее процесс, и благодаря получению мелкозернистого А, можно получить балее высокий комплекс механических свойств.

Недостаток: высокая вероятность деформации и коробления детали.

Нагрев должен быть как можно более равномерным.

Используют расплавы солей и жидких Ме. Например: NaCl+KCl, NaNO₃+KNO₃.

Сравнение по скоростям нагрева.

Среда нагрева	Скорость, мин/мм
печь (воздух)	0,5
соль (расплав)	0,25
Pb	0,1

Закалочные среды.

Среда должна быстро охлаждать температурные области минимальной устойчивости переохлажденного А. Далее замедленное охлаждение в области мартенситных превращений.

Температуры низкие, пластичность низкая, поэтому при большом V₂ возможны напряжения, деформации и трещины.

Среда охлажд.	Скорость охлаждения в интервале температур, К/с.		Примечания
	650-550°С	300-200°С
Вода 18°С	600	270	для углеродистых сталей
Вода 75°С	30	200	плохая, т.к. поверхность покрывается паровой рубашкой и теплоотвод замедляется
10% р-р NaOH	1200	300	хорошие – на поверхности Ме тонкая и хрупкая солевая корочка и своими осколками разрушает паровую рубашку.
10% р-р NaCl	1100	300
Дистил. вода	250	200	очень плохая
Масло	150	30	идеальна для легированных сталей, но со временем полимеризуется и стареет. Меняется охлаждающая способность.

20. Повышение износостойкости легированием и хто. Износостойкая сталь. Состав и то.

Стойкость против абразивного износа тем выше, чем выше твердость. При одинаковой твердости стойкость тем выше, чем больше карбидной фазы.

Высокомарганцовистая износостойкая сталь – 110Г13Л

Состав: С=0,9-1,4%, Mn=11,5-15%, Si=0,3-1%Р до 0,12%,Cr<=1%, Ni<=1%, Cu <=0,3%.

Влияние элементов на износостойкость.

Углерод: чем больше углерода и меньше скорость отливки, тем больше выделяется карбидов и эти карбиды крупнее. Следовательно, повышается износостойкость, механические свойства, снижается пластичность и вязкость. Марганец: чем больше марганца, тем выше износостойкость, КСU, хладостойкость.

"+" восприимчивость к поверхностному упрочнению; "-" загрязненность карбидами, склонность к транскристаллитному разрушению и образованию горячих трещин.

Кремний: чем больше кремния, тем больше размер зерна, меньше КСU. Для обеспечения износостойкости Si=1,2-1,4%. Фосфор: "+" - улучшает жидкотекучесть, заполняемость формы; "-" - хрупкая фосфидная эвтектика по границам аустенитных зерен, снижается КСU, хладостойкость, пластичность.

Обработка стали.

В литом состоянии структура А+К, может быть П и тройная фосфидная эвтектика.

Закалка стали с 1050-1150°С. После закалки структура – аустенит. Нагрев замедленный, выдержка 1 час на каждые 25мм толщины. Предел прочности – 800-900МПа, предел текучести – 310-325МПа, относительное удлинение - 15-25%,НВ - 180-220, КСU - 2-3 МДж/м² . При деформациях происходит упрочнение аустенита и наклеп, поэтому возрастает НВ до 550-600.

Возможно также повышение износостойкости при ХТО (азотирование, нитроцементация, хромирование, борирование, титанирование).