Выбор времени нагрева и выдержки
Время нагрева детали до требуемой температуры зависит от типа печи, теплопроводности металла, формы, размеров сечения, от порядка укладки их в печи. Время нагрева и выдержки для деталей из углеродистой стали можно определить по графику (рисунок 8.3).
Рисунок 8.3 – Нормы времени нагрева и выдержки углеродистой стали (мин/1мм толщины) для образцов формы: 1 –цилиндрической, 2, – квадратной, 3 – плоской
Определение скорости охлаждения
Скорость охлаждения оказывает большое влияние на превращения в стали, на получаемую структуру и свойства. Влияние скорости охлаждения на процесс перестройки можно просле-дить по диаграмме изотермического распада аустенита (рисунок 8.4).
60
М
1
Н
Рисунок 8.4 – Диаграмма изотермического распада аустенита:
– линия начала распада аустенита, 2 – линия конца распада аустенита;
– начало образования мартенсита, М К – конец образования мартенсита,
КР – вектор критической скорости охлаждения
Если охлаждать углеродистую сталь в интервале температур 400–600ºС со скоростью ме-нее 100°С/с, то углерод будет выходить из кристаллической решетки в виде пластин цемен-тита, которые успевают вырасти, пластины цементита чередуются с пластиками феррита (малоуглеродистый раствор углерода в Feα). Полученная структура называется сорбит за-калки – это смесь Ф + Ц (HRC≈30). При увеличении скорости охлаждения до 200°С/с пла-стины феррита и цементита не успевает вырасти, полученная смесь называется троостит за-калки, её твёрдость HRC 45.
Таблица 8.2 – Охлаждающая способность закалочных сред
Охлаждающая среда |
Скорость охлаждения в интервале температур КР |
,°С/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
650–550°С |
300–200°С |
|
|
|
|
|
|
|
Вода 18°С |
600 |
270 |
|
|
28°С |
500 |
270 |
|
|
50°С |
100 |
270 |
|
|
10% NaCl в воде |
1200 |
300 |
|
|
минеральное масло |
150 |
30 |
|
|
спокойный воздух |
18 |
5 |
|
|
мыльная вода |
30 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
Увеличение скорости до значений более 250°С/с дает бездиффузионный процесс пере-стройки аустенита в мартенсит. Наименьшая скорость охлаждения при закалке, при которой в структуре стали образуется мартенсит, называется критической скоростью охлаждения КР .
Критическую скорость охлаждения определяют для каждой марки стали по диаграмме изотермического распада аустенита. Рассчитав, КР подбирают охлаждающую среду. Охла-ждающая способность закалочных сред представлена в таблице 8.3.
61
Таблица 8.3 – Типовые режимы термической обработки конструкционной стали
-
Марка
Предварительная термо-
Окончательная термообработка
стали
обработка заготовок
заготовок
30 и 35
1. Н, 850…870°, 187НВ
2. Н, 900…950°,
З, 840...850° в;
137…197НВ;
О, 540...580°;
3. 3, 840…850, в;
269...228НВ
0, 600…630°,
241…207НВ,
0, 540…580°
45
1.
Н, 850...870°; 2I7HВ
З, 810...830; в или 840°, м;
3, 820...840°, в;
О, 510…550°;
0, 540…580°
286...241НВ
269…228НВ
О, 560...600; 235 НВ
85
1.
0Тж. 800…820;
З, 790 м. или в.
2.
Н, 700...780°;
О,340...380°; 54HRC.
0, 650...680°; 228HВ
О, 480...520°; 48...38HRC
3.
3, 780... 790°; в или м
О,560...600°, 33...26НRC
0, 480...520°;
8.6 Содержание отчёта
отчёт включаются: цель работы, описание назначения и сущности процесса закалки, диаграмма Fе–Fе 3 С с интервалами закалочных температур, диаграмма изотермического рас-пада аустенита, результаты испытаний (таблица 8.1), выводы.
8.7 Вопросы для контроля
8.7.1 Дать определение термообработки.
8.7.2Технология и назначение закалки.
8.7.3 От чего зависит температура нагрева стали при закалке и как её определить?
8.7.4 Как определить время нагрева и выдержки при закалке? От чего они зависят?
8.7.5 Какая скорость охлаждения называется критической?
8.7.6 Что такое мартенсит?
8.7.7 Какие охлаждающие среды применяются при закалке?
8.7.8 Назначение неполной и полной закалки, их отличие.
8.7.9 Как влияет содержание углерода на результаты закалки?
62