25. Прокаливаемость стали, дефекты закалки, их устранение и предупреждение.

Под прокаливаемостью подразумевают способность стали закаливаться на определенную глубину. Прокаливаемость не надо смешивать с закаливаемостью, которая характеризуется максимальным значением твердости, приобретенной сталью в результате закалки. При закалке стали в зависимости от сечения детали и критической скорости закалки будет получаться различная структура от края к сердцевине. Так как внутренние слои детали охлаждаются медленнее наружных, то в тех объемах, где скорость охлаждения будет меньше критической, будет образовываться тростит, сорбит и т. д. Если сердцевина будет охлаждаться со скоростью, большей критической, то по всему сечению детали будет мартенситная структура. В соответствии с изменением • скорости охлаждения и структуры от края к сердцевине будет изменяться и твердость, следовательно, чем меньше критическая скорость закалки, тем больше прокаливаемость и, наоборот, чем больше критическая скорость закалки, тем меньше прокаливаемость. Характеристикой глубины прокаливаемости принято считать расстояние от поверхности до слоя с полумартенситной структурой (50% мартенсита и 50% тростита). Твердость полумартенситной структуры зависит от содержания углерода и повышается с повышением содержания углерода. Прокаливаемость можно определять по излому, измерением твердости по сечению образца и измерением твердости подлине образца (методом торцовой закалки). Определение прокаливаемости по излому производится на образцах сечением 20×20 мм, длиной 100 мм с надрезом для излома. Образцы нагревают в печи до температуры закалки, после выдержки охлаждают (с соответствующей скоростью), ломают и по излому определяют глубину прокаливаемости. Этот метод применяется для определения прокаливаемости главным образом инструментальных сталей. При определении прокаливаемости методом измерения твердости по сечению образец стали нагревают до температуры закалки, после выдержки охлаждают в воде или масле, разрезают и по диаметру измеряют твердость.

Дефекты:

Неполная закалка — после закалки получается недостаточная твердость. Этот дефект образуется либо в результате недогрева перед закалкой (например, при нагреве доэвтектоидной стали ниже Ac3). Этот дефект устраняется повторной закалкой с правильным режимом.Коробление, закалочные трещины, изменение формы изделия— эти дефекты являются следствием возникновения внутренних напряжений I и II рода.

Закалочные трещины — образуются в изделиях после охлаждения их при температурах ниже точки Мн. С повышением содержания углерода возможность возникновения трещин увеличивается. Кроме того, этому способствуют повышенные температура закалки и скорость охлаждения (в интервале мартенситного превращения), резкие изменения сечения. Иногда трещины возникают в закаленных изделиях в процессе их вылеживания. Основная причина во всех случаях — внутренние напряжения I и II рода. Своевременный отпуск после закалки способствует предотвращению трещинообразования. Трещины — дефект неисправимый.

Деформация и коробление — происходят в результате термических и структурных неравномерных напряжений. Один из способов уменьшения образования этих дефектов — медленное охлаждение деталей в области температур мартенситного превращения.

Перегрев — закалка с завышенной температуры. В результате получается крупноигольчатый мартенсит, изделия обладают повышенной хрупкостью.Мягкие пятна на поверхности детали (т. е. участки с пониженной твердостью) — результат образования при закалке на поверхности детали паровой рубашки, уменьшающей скорость охлаждения. Дефект исправляется повторной закалкой.

Окисление и обезуглероживание поверхности изделия — этот дефект возникает в результате взаимодействия печной атмосферы с поверхностными слоями детали при нагреве. Устраняется в результате проведения правильного режима термической обработки или нагревом, проведенным в нейтральных атмосферах (азоте, аргоне и т. д.).