1.4. Определение прокаливаемости - 2 вариант

При расчетах по второму варианту на основании данных о толщине мартенситной и полумартеиситной зоны, указанной в приведенных ниже или предварительно экспериментально определяемых по способу торцевой закалки, рассчитывают критический диаметр цилиндрической детали (с различным отношением высоты к диаметру), шара или параллелепипеда для различных условий охлаждения при закалке.

Для решения задачи используется специальная номограмма (номограмма М. Е. Блантера). В ее верхней части (приложение 1) даны две шкалы I и II, характеризующие расстояние от охлаждаемого торца образца. Для определения наибольшего диаметра (называемого критическим) или детали, прокаливающихся полностью по сечению с образованием мартенситной структуры, используют шкалу II, а для определения наибольшего диаметра (толщины) для полумартенситной зоны (50 % мартенсита и 50 % троостита) — шкалу I.

На шкале I или соответственно шкале II находят расстояние от торца до конца мартенситной и полумартенситной зоны. Схема пользования номограммой приведена на рис. 8.

Рис.8. Схема расчета прокаливаемости по номограмме, приведенной на номограмме М. Е. Блантера

На шкале I или соответственно шкале II находят расстояние от торца до конца мартенситной и полумартенситной зоны, найденное экспериментально для данной стали или по данным рис.1,6-7.

Из этой точки опускают перпендикуляр до пересечения с линией на номограмме (точка I на номограмме М.Е. Блантера), указывающей идеальное охлаждение (идеальную закалочную жидкость, т. е. жидкость, которая обеспечивала бы высокую и равномерную скорость охлаждения от температуры закалки до +20 °С). Из этой точки проводят горизонтальную линию влево до пересечения с линией номограммы (точка 2), соответствующей нужной в искомом случае среде охлаждения (вода, масло, воздух). Затем из точки 2 опускают перпендикуляр на шкалу «размер, мм» (в нижней части диаграммы). В точке пересечения читается ответ — наибольший диаметр (толщина) образца, прокаливающегося полностью в выбранной закалочной жидкости с получением полумартенситной или мартенситной структуры.

Критический диаметр определяем по номограмме Блантера. Данные о прокаливаемости в различных видах охладителей, у которой расстояние до полумартенситной зоны равно ≈ 11, 20, 27 мм, для мартенситной зоны ≈ 6, 9, 11 мм для сталей На шкале I или соответственно шкале II находят расстояние от торца до конца мартенситной и полумартенситной зоны, найденное экспериментально для данной стали или по данным рис.1, 5-6.

Из этой точки опускают перпендикуляр до пересечения с линией на номограмме (точка I на номограмме М.Е. Блантера), указывающей идеальное охлаждение (идеальную закалочную жидкость, т. е. жидкость, которая обеспечивала бы высокую и равномерную скорость охлаждения от температуры закалки до +20 °С). Из этой точки проводят горизонтальную

линию влево до пересечения с линией номограммы (точка 2), соответствующей нужной в искомом случае среде охлаждения (вода, масло, воздух). Затем из точки 2 опускают перпендикуляр на шкалу «размер, мм» (в нижней части диаграммы). В точке пересечения читается ответ — наибольший диаметр (толщина) образца, прокаливающегося полностью в выбранной закалочной жидкости с получением полумартенситной или мартенситной структуры.

Критический диаметр определяем по номограмме Блантера. Данные о прокаливаемости в различных видах охладителей, у которой расстояние до полумартенситной зоны равно ≈ 21, 25, 50мм, для мартенситной зоны ≈ 8,11, 30 мм приведены в таблице 3 (для сталей 30ХМ, 35ХМА, 40ХМФА), а данные по определению прокаливаемости приведены в таблице 2:

Таблица 2

Данные для прокаливаемости

Мартенсит				50 %М+50%Т
Марка	HRC	C	Раст.от торц		НRС	С	Раст.от торц
30ХМ	47	0,3	8		36	0,3	21
35ХМ	50	0,35	11		38	0,35	25
40ХМФА	52	0,4	30		40	0,4	50

Таблица 3

Критические диаметры сталей марок 30ХМ, 35ХМА, 40ХМФА по номограмме М. Е. Блантера

Марка стали	Номер охладителя	Отношение длины образца к диаметра
		L/d=0,25		L/d=1			L/d=3
		Критический диаметр,мм
		D50	D99,9		D50	D99,9		D50	D99,9
30ХМ	1	225	43		118	22		87	17
	2	220	40		115	20		85	16
	3	215	38		110	19		82	15
	4	210	30		100	15		80	12
	5	180	22		87	11		70	9
	6	170	20		85	10		65	8
	7	125	12		60	6		50	5
	8	20			10			6
35ХМ	1	250	55		125	28		100	25
	2	240	50		120	26		95	21
	3	230	47		115	25		90	20
	4	220	40		110	20		85	16
	5	200	32		95	16		75	12
	6	180	29		85	14		65	11
	7	140	18		70	9		55	7
	8	23			12			9
40ХМФА	1	460	80		240	40		175	30
	2	450	72		230	36		170	26
	3	440	70		220	35		165	25,5
	4	430	55		215	28		161	22
	5	420	43		210	22		160	18
	6	400	42		200	21		155	16
	7	320	29		160	13		120	11
	8	60	4		50	2		24	1,5

* Виды охладителей, используемые при расчете:….

Таблица 4

Виды охладителей

Номер охладителя	Тип охладителя
1	5% NaOH в воде 200С
2	5% NaCl в воде 200С
3	Вода 200С
4	Вода 400С
5	Вода 600С
6	Минеральное масло
7	Вода 800С
8	Воздух

Построим графики прокаливаемости полумартенситной и мартенситной зоны от охлаждающей среды.(Рис.9-15):

Рис.9. График прокаливаемости стали 30ХМ до мартенситной зоны

Рис.10. График прокаливаемости стали 30ХМ до полумартенситной зоны

Рис.11. График прокаливаемости стали 35Хм до мартенситной зоны

Рис.12. График прокаливаемости стали 35ХМ до полумартенситной зоны

Рис.13.График прокаливаемости стали 40ХМФА до мартенситной зоны

Рис.14.График прокаливаемости стали 40ХМФА до полумартенситной зоны

В таблице 5 приведены данные о том, в каких охладителях для валов из сталей 30ХМ, 35ХМА, 40ХМФА, будет получена мартенситная и полумартенситная структуры при различных диаметрах представлены в таблице .

Таблица 5

Прокаливаемость образцов марок сталей 30ХМ, 35ХМА, 40ХМФА

Марка стали	Структура
	М			50%М+50%Т
	Отношение длины образца к диаметру
	L/d=0,25 (d=30 мм)	L/d=1 (d=50)	L/d=3 (d=70)	L/d=0,25 (d=30)	L/d=1 (d=50)	L/d=3 (d=70)
30ХМ	1-4	-	-	1-7	1-7	1-5
35ХМА	1-5	-	-	1-7	1-7	1-5
40ХМФА	1-6	-	-	1-8	1-8	1-7