0. Материал и методика выполнения работы

Для выполнения работы используется коллекция микрошлифов, изготовленных из образцов, медленно охлажденных после цементации, а также подвергавшихся закалке по различным режимам.

Студенты изучают микроструктуру поверхностного слоя и сердцевины образцов, определяют режим обработки,

76

Непосредственная закалка (рис. 11. 3, а) выполняется с цементационного нагрева с предварительным подстуживанием до 780-840 ^оС в зависимости от марки стали. Этот вид закалки является наиболее простым и экономичным, т.к. исключается повторный нагрев под закалку. Кроме этого, меньше коробление изделий, отсутствуют окисление и обезуглероживание, облегчается механизация и автоматизация процесса, а также совмещаются операции (цементация, непосредственная закалка, мойка, отпуск) в одном агрегате.

Непосредственная закалка широко применяется при газовой цементации деталей из наследственно мелкозернистых сталй 18ХГТ, 30ХГТ и других. Вследствие того, что в таких сталях роста зерна аустенита при цементации не происходит, перекристаллизации не требуется, и качество деталей после закалки с цементационного нагрева получается высоким. Это позволяет использовать непосредственную закалку при термообработке ответственных деталей, например, шестерен коробки перемены передач тракторов и автомобилей.

Если же детали изготовлены из сталей Ст3, 10, 20, 20Х и других, не являющихся наследственно мелкозернистыми, при цементации зерно аустенита получается больших размеров, что дает после непосредственной закалки крупноигольчатый мартенсит с большим количеством остаточного аустенита на поверхности и грубо крупнозернистую структуру в сердцевине. Непосредственная закалка в таких случаях применяется лишь для неответственных деталей, от которых требуется только поверхностная твердость, а остальные механические свойства не имеют большого значения.

На некоторых заводах в последние годы цементованные изделия подвергают поверхностной закалке с индукционным нагревом токами высокой частоты. Достоинством этого метода является резкое сокращение цикла термической обработки, снижение себестоимости и меньшее коробление изделий по сравнению с другими видами закалки.

Микроструктура поверхности цементованных изделий после закалки состоит из мелкоигольчатого мартенсита с небольшим количеством глобулярных вторичных карбидов и остаточного аустенита (за исключением деталей из обычных сталей, не являющихся наследственно мелкозернистыми, подвергавшихся непосредственной закалке).

Твердость поверхности для углеродистой стали составляет 60-64 НRС, для легированной – несколько ниже (58-61 НRС ), что связано с образованием повышенного количества остаточного аустенита. Для превращения остаточного аустенита в мартенсит и повышения твердости может применяться обработка холодом (рис.

13

Таблица 2.1 – Ориентировочные скорости охлаждения

в различных охлаждающих средах

Охлаждающая среда	Скорость охлаждения в температурных интервалах, оС
	550-600	200-300
Вода при: +18 оС +26 оС +50 оС +74 оС	600	270
	500	270
	100	270
	80	200
Дистиллированная вода при +18 оС	250	200
Раствор в воде 10% NaOH при +18 оС	1200	300
Раствор в воде 10% NaCl при +18 оС	1100	300
Раствор в воде 10% Na2CO3 при +18 оС	800	270
Раствор в воде 10% Na2O4 при +18 оС	750	300
Эмульсия масла в воде	70	200
Мыльная вода	30	200
Минеральное масло, веретенное	100-150	20-50
Керосин	160-180	40-60
Трансформаторное масло	120	25
Сплав 75% олова и 25% кадмия (Тпл.175оС)	450	50
Ртуть	500	130
Медные плиты	50	30
Железные плиты	85	15
Печь	5-200 град/ч
Песок подогретый	1 град/мин-400
Охлаждение с индукционного нагрева	102 -103 град/с
Охлаждение при лазерном нагреве и др.	103 – 106 К/с