Прокаливаемость стали

Углеродистые стали имеют высокую критическую скорость закалки, поэтому у них низкая прокаливаемость. Из углеродистой стали не изготовляют массивных изделий, в которых необходимы высокие механические свойства по всему сечению. Такие изделия выполняют обычно из легированной стали, имеющей более высокую прокаливаемость. Кроме химического состава, на прокаливаемость стали оказывает влияние также и величина зерна структуры: чем крупнее зерно стали, тем выше ее прокаливаемость. Прокаливаемость стали определяется путем исследования микроструктуры или измерения твердости специальных образцов, подвергнутых закалке. Глубиной закалки условно считают расстояние от поверхности изделия до того слоя, где структура состоит из 50% мартенсита и 50% троостита. Этот слой называют полумартенситной зоной. Твердость полумартенситной зоны зависит от содержания в стали углерода. Таким образом, для данной стали закаленным считается тот слой, твердость которого выше значения.

Прокаливаемость стали определяется также методом торцовой закалки. Преимущество этого метода состоит в том, что он проводится в стандартных условиях и поэтому дает сравнимые результаты. Схема прибора для торцовой закалки и эскиз образца. Круглый образец 3 стандартных размеров нагревают на 50° выше критической температуры Асз и выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем его устанавливают в отверстие 4 кронштейна закалочного прибора. Струя воды поступает из трубки 1 и ударяет в торец образца. Высота струи регулируется краном по специальному указателю 2. Согласно ГОСТ, диаметр трубки 1 должен быть равен 12,5 мм, а высота свободной струи воды - 65 мм. Очевидно, что при торцовом охлаждении нижний торец образца охлаждается с максимальной скоростью, а по мере удаления от торца скорость охлаждения убывает.

После охлаждения образец извлекают из прибора а измеряют его твердость на поверхности по длине через каждые 1,5 мм. Для этого с двух противоположных сторон образца (по длине) сошлифовывают плоскости. Результаты измерения твердости представляют в виде диаграмм. Затем с помощью данных табл. 9 определяют прокаливаемость стали. Кривые прокаливаемости двух различных сталей, полученные методом торцовой закалки. Как видно из этого рисунка, сталь 1 обладает более глубокой прокаливаемостью, чем сталь 2, закаливаемость же их одинакова. Таким образом, практическое значение прокаливаемости состоит в том, что она характеризует свойства, которые можно получить при закалке в сердцевине изделия, в то время как закаливаемость определяет свойства только поверхностного слоя изделия.