Твердость и прокаливаемость - два показателя, характеризующие способность стали переносить закалку, они также являются важной основой для выбора и использования материала
1.Понятие твердости и прокаливаемости
Закалка - это способность стали достигать наибольшей твердости после закалки на мартенсит в идеальных условиях. Основным фактором, определяющим твердость стали, является содержание в ней углерода, точнее, углерода, который в твердом состоянии растворяется в аустените при закалочном нагреве. Чем выше содержание углерода, тем выше твердость стали. Легирующие элементы в стали оказывают незначительное влияние на прокаливаемость, но сильно влияют на твердость.
Под прокаливаемостью понимается способность стали при определенных условиях закалки приобретать способность закаливаться на глубину слоя, на которую в основном влияет содержание углерода и легирующих элементов в аустените, что относится к заданным условиям, определяющим глубину закалки стали и характеристики распределения твердости и твердости, прокаливаемость стали бывает хорошей и плохой, обычно используется для выражения глубины закалочного слоя, чем больше глубина закалочного слоя, тем лучше прокаливаемость стали, прокаливаемость стали в основном зависит от ее химического состава. Хорошая прокаливаемость стали может обеспечить равномерные механические свойства всего сечения стали, а для уменьшения деформации и растрескивания можно выбрать закалочную среду с небольшим напряжением закалки.
Кроме того, поскольку закаливаемость и прокаливаемость - два понятия, то после закалки твердость стали не обязательно будет высокой; стали с низкой твердостью могут иметь и высокую прокаливаемость.
2. Метод оценки прокаливаемости
В настоящее время общепризнанным методом термообработки является метод HP-IVF шведской компании IVF, пионером которого является доктор Сорен Сегерберг из Swedish IVF.
2.1 Расчетная формула для закалочного масла ISO9950:
HP - ЭКО Tvp (масло) = 91,5 + 1,34 + 10,88 CR550a - 3,85 Tcp
Примечание: Tvp - температура перехода (характеристическая температура) паровой пленки в стадию кипения.
CR550a - средняя скорость охлаждения в диапазоне 600-500℃ (может быть получена непосредственно с помощью программы ЭКО)
Tcp - температура перехода от кипения к конвекции
(предназначен для нелегированных сталей)
2.2 Расчетная формула для закалки в жидком состоянии в соответствии со стандартом ASTM:
НР - ЭКО (полимер) = 3,54 + 12,3 CR325b CR550-168
Примечание: CR550 представляет собой значение CR, равное 550 градусам Цельсия
Таким образом, CR325b - это CR при температуре 325 градусов Цельсия.
(предназначен для нелегированных сталей)
3. Факторы, влияющие на прокаливаемость
Закаливаемость стали зависит от стабильности аустенита. Все факторы, которые могут повысить стабильность переохлажденного аустенита, сдвинуть кривую С вправо и тем самым снизить критическую скорость охлаждения, могут улучшить прокаливаемость высокопрочной стали. Стабильность аустенита в основном зависит от его химического состава, размера зерна и однородности состава, которые связаны с химическим составом и условиями нагрева стали.
4. Метод определения прокаливаемости
Существует множество способов определения прокаливаемости стали, в том числе испытание на критический диаметр и испытание на закалку с конца.
(1) Определение критического диаметра Максимальный диаметр стали после закалки в определенной среде, когда сердцевина полностью мартенситная или мартенситная ткань 50%, называется критическим диаметром и обозначается Dc. Метод измерения критического диаметра заключается в изготовлении серии круглых стержней различного диаметра. После закалки соответственно определяется кривая твердости U, распределенная по диаметру на участке каждого образца, из которой находят круглый стержень, центр которого составляет ровно половину мартенситной структуры, а диаметр этого круглого стержня является критическим диаметром. Чем больше критический диаметр, тем выше прокаливаемость стали.
(2) Метод испытания на закалку торцов Метод испытания на закалку торцов заключается в использовании образца стандартного размера (диаметр 25 мм × 100 мм), после аустенизации, на специальном оборудовании для охлаждения его торца водой, охлаждения вдоль оси для измерения твердости - расстояния от кривой охлаждения водой. Испытание на закалку торцов является одним из способов определения прокаливаемости стали. Его преимуществами являются простота эксплуатации и широкое применение.
