Охлаждающие среды при закалке


При закалке, с одной стороны, надо охлаждать ускоренно, чтобы обеспечить критическую скорость охлаждения. С другой стороны, при ускоренном охлаждении возникают значительные термические, а также структурные напряжения. Термические напряжения возникают в зонах перепада температур в детали при ускоренном охлаждении: горячая часть детали имеет значительно больший объем, чем холодная, в месте сопряжения этих частей возникают значительные напряжения.

Структурные напряжения связаны с превращением аустенита в мартенсит, который имеет больший объем. Структурные напряжения неизбежны при закалке на мартенсит, но при ускоренном охлаждении они становятся особенно высокими из-за неодновременного прохождения мартенситного превращения в различных частях детали.

Как показывает С-диаграмма (рис. 8.4), быстрое охлаждение при закалке необходимо только в районе наименьшей устойчивости переохлажденного аустенита (~ 650-4000С). Выше и ниже охлаждение можно вести медленно. В связи с этим, можно изобразить идеальную кривую охлаждения (рис. 8.4) при закалке. Охлаждение по такой кривой обеспечивает качественную закалку без трещин и коробления. Медленное охлаждение особенно важно проводить, начиная с температур 300-2000С, ниже которых в большинстве сталей образуется мартенсит, хрупкая структура, где под действием внутренних напряжений наиболее вероятно образование трещин. Верхний температурный интервал на кривой охлаждения часто проводят на воздухе (делают подстуживание). Вторую и третью температурную зону обычно проходят в охлаждающей жидкости. В табл. 8.1 приведены скорости охлаждения небольших стальных образцов во II и III температурной зоне в различных охлаждающих средах. Холодная вода – дешевый и очень энергичный охладитель, но быстрое охлаждение в третьей зоне крайне нежелательно. Это главный недостаток воды как охлаждающей жидкости. Нагретая вода не улучшает, а теряет свою охлаждающую способность. Минеральное масло медленно охлаждает в мартенситном интервале (это его основной недостаток). Минеральное масло применяют, в основном, для легированных сталей, которые имеют низкую критическую скорость охлаждения.

В связи с тем, что нелегированная сталь имеет высокую критическую скорость, детали приходится закаливать в воде. Если деталь имеет сложную конфигурацию и значительное сечение, ее закаливать в воду нельзя, т.к это приводит к браку (трещины, коробление). Поэтому детали сложной конфигурации и больших сечений делают из легированных сталей, закаливаемых в масле.

В настоящее время разрабатываются новые охлаждающие среды, охлаждающую способность которых можно регулировать в широких пределах (водно-воздушные смеси, растворы полимеров и т.д.).

Инструментальные нелегированные стали охлаждают сначала в воде (где проходит II зона), а затем перебрасывают в масло (где проходит III зона).

 

Таблица 8.1

Скорость охлаждения стали в различных средах

 

№ п/п   Закалочная среда Скорость охлаждения, 0С/с в температурных интервалах
650-5500С 300-2000С
Вода при 180С ~ 600 ~ 270
Вода при 740С ~ 30 ~ 200
10%-ный раствор NaOH в воде при 180С ~ 1200 ~ 300
Минеральное масло 100-150 20-50

 

 

Рис. 8.4 Идеальная кривая охлаждения при закалке

(доэвтектоидная сталь)

 

 

Рис. 8.5 Твердость стали после закалки в зависимости от содержания углерода



Дата добавления: 2017-01-26; просмотров: 3696;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.