Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

среды применяют воду и водные растворы NaCI или NaOH.

Вода как охлаждающая среда имеет существенные недостатки: высокая скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения нередко приводит к образованию закалочных дефектов; с повышением температуры резко ухудшается закалочная способность.

Наиболее высокой и равномерной охлаждающей способностью 01-личаются холодные 8-12 %-нке водные растроры NaCl и NaOH, которые хорошо зарекомендовали себя на практике.

Легированные стали, обладающие высокой устойчивостью переохлажденного аустенита, закаливают в масле; применяют минеральное масло (чаще нефтяное).

Преимуществом масла как закалочной среды является небольшая скорость охлаждения в интервале температур мартенситного превращения, что снижает возможность возникновения закалочных дефектов. К недостаткам масла как охлаждающей среды следует отнести повышенную воспламеняемость (температура вспышки 165-300 "С), недостаточную стабильность и низкую охлаждающую способность в области температур перлитного превращения, а также повышенную стоимость его.

Температуру масла следует поддерживать в пределах 60-90 "С (при этом вязкость масла оказывается минимальной).

Для снижения коробления деталей сложной формы при закалке в масле применяют охлаждение в штампах или в специальных приспособлениях.

Закаливаемость и прокалиеаемость стали. Под закаливаемостью понимают способность стали повышать твердость в результате закалки. Закаливаемость стали определяется содержанием в стали углерода. Чем боль.вде в мартенсите углерода, тем выше его твердость. Легирующие элементы оказывают относительно небольшое влияние на закаливаемость.

Под прокаливаемостью понимают способность стали получать закаленный слой с мартенситной или тро о сто-мартенс итной структурой

и высокой твердостью на ту или иную глубину. Прокаливаемость определяется критической скоростью охлаждения, зависящей от состава стали (аустенита). Если действительная скорость охлаждения в сердцевине изделия будет превышать критическую скорость закалки (vj, то сталь получит мартенситную структуру по всему сечению и будет иметь сквозную прокаливаемость (рис. 92).

Если действительная скорость охлаждения в сердцевине изделия будет меньше Wk (рис. 92, Wk и zQ, то изделие прокалится только на некоторую глубину а или а" и прокаливаемость будет неполной. В этом случае в сердцевине произойдет распад аустенита с образованием пластинчатой феррито-карбидной структуры (троостита, сорбита или перлита).

За глубинузака-ленного слоя условно принимают расстояние от поверхности до по-лумартенситной зоны (50 % мартен-сита-Ь50% троостита). Диаметр заготовки, в центре которой после закалки в данной охлаждающей среде образуется полу-мартенситная структура, называют критическим диаметром Критический диаметр определяет размер сечения изделия, прокаливающегося насквозь. Полумартенситную структуру принимают в качестве критерия прокаливаемости, потому что ее легко определить по твердости и микроструктуре. Полумартен-ситная структура во многих случаях не обеспечивает

(ПОЛНйЯ

пшали-Ьавмосгль)

Рис. 92. Зависимость прокаливаемости от критической скорости закалки v. а и а" - глубина закаленного слоя; Оц - критическая скорость охлаждения углеродистой стали;

низколегированной и

соколегированной несколькими элементами стали; Ф -- К - пластинчатая ферритокарбнд-нап структура (троостит, сорбит или перлит)

"к - вы-

требуемых механических свойств. Поэтому часто про-каливаемость определяют по глубине закаленного слоя со структурой, в которой 95 % мартенсита. При этом критический диаметр примерно на 25 % меньше критического диаметра, определенного по полумартенситной зоне. Полная прокаливаемость на структуру 99 % мартенсита составляет 50 % от полумартенситной.

Прокаливаемость стали тем выше, чем меньше критическая скорость закалки. Поэтому все факторы, уменьшающие критическую скорость закалки (повышающие устойчивость переохлажденного аустенита), увеличивают прокаливаемость.

Легированные стали вследствие более высокой устойчивости переохлажденного аустенита и соответственно меньшей критической скорости охлаждения (рис. 92, tl", &к) прокаливаются на большую глубину, чем углеродистые. Сильно повышают прокаливаемость марганец, молибден, хром, никель и малые присадки бора (0,003-0,005 %). Прокаливаемость особенно возрастает при одновременном введении в сталь нескольких легирующих элементов, например хрома и никеля.

Устойчивость переохлажденного аустенита повышается, а критическая скорость закалки уменьшается только при том условии, если легирующие элементы растворены в аустените. Если они находятся в виде частиц карбидов, то они не повышают устойчивости аустенита и могут ее уменьшить, так как карбиды являются готовыми зародышами, облегчающими распад аустенита. Сильно влияет на прокаливаемость величина зерна аустенита. В углеродистой стали при укрупнении зерна от номера 6 до номеров I-2 глубина закаленного слоя возрастает в 2-3 раза. Поэтому возрастание температуры и увеличение длительности нагрева повышают прокаливаемость.

При сквозной закалке свойства стали и, в частности, твердость по всему сечению изделия одинаковы. При несквозной закалке изменение структуры стали по сечению ведет к уменьшению (о,,, сТоз» HRC и др.) механических свойств от поверхности к сердцевине. При несквозной прокаливаемости отпуск при высокой температуре уменьшает различие в твердости и по сечению. Однако Оо,2, Ф и KCV в сердцевине образца