2.4.Фазові і структурні перетворення при охолодженні|охолодженні| сталі 20г

Охолодження проводиться після нормалізації з температури 920 – 930^оС далі на повітрі, після цементації з 900-950 ^оС охолодження на повітрі та після гартування з температури 780 – 800^оС у маслі.

Кінетику розпаду переохолодженого аустеніту при постійній швидкості переохолодження характеризує ізотермічна діаграма (рис. 2.8).

Рисунок 2.8 – Ізотермічна діаграма розпаду переохолодженого аустеніту [8]

Слід зауважити, що вміст вуглецю і легуючих елементів істотно впливає на кінетику перлітного і бейнітного перетворень і температуру мартенситного перетворення. . Карбідоутворюючі елементи – Сr, Mn – істотно змінюють вид діаграми і кінетику перетворення, зумовлюють чітке розділення перлітного і бейнітного перетворень з появою області підвищеної стійкості аустеніту між ними. Також необхідно відзначити, що легуючі елементи декілька знижують температуру початку мартенситного перетворення. З діаграми видно, що розпад аустеніту починається при переохолодженні трохи вище точки А₁. Причому стійкість переохолодженого аустеніту в бейнітній області нижча, ніж в перлітній [9].

На обрану діаграму наносимо криву охолодження проаналізуємо перетворення, які будуть відбуватися зі сталю 20Г при охолодженні (рисунок 2.9).

Визначимо критичну швидкість охолодження:

Проаналізуємо залежність твердості від температури ізотермічного розпаду (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9– Графік залежності твердості від температури ізотермічного розпаду

З рисунку 2.9 можна побачити, що твердість зростає зі збільшенням температури.

Кінетику розпаду аустеніту при безперервному охолодженні характеризує термокінетична діаграма (рис. 2.10). Скористуємось діаграмою для сталі, яка має найбільш близький хімічний склад – 20Г.

Рисунок 2.10– Термокінетична діаграма розпаду переохолодженого аустеніту [8]

Проаналізуємо залежність твердості від швидкості охолодження. Для цього проведемо розрахунки швидкостей охолодження, які відповідають зазначеним на діаграмі числам твердості. Дані розрахунків наведені в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5– Дані розрахунків швидкості охолодження

Твердість, HV	467	384	304	230	190	168	157
Швидкість охолодження, оС/с	100	40	24	6,2	3,4	0,6	0,037

Графік залежності наведений на рисунку 2.11.

Рисунок 2.11– Графік залежності твердості від швидкості охолодження

З рисунку 2.11 можна побачити, що твердість зростає зі збільшенням швидкості охолодження. Максимальна твердість, яка відповідає мартенситу або мартенситу з незначною кількістю бейніту, становить 467 HV.

Кінцева структура показана на рисунку 2.12

Рис. 2.12 Кінцева структура після гартування

З обох графіків видно, що твердість залежить від температури і швидкості охолодження і в обох випадках вона збільшується зі збільшенням цих параметрів.