 |
Реклама. ООО ГК "ВЕЛУНД СТАЛЬ СИБИРЬ" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjdu9Fh1
| |
Следовало ожидать, что если центральные слои образца не достигают при закалке с самоотпуском температуры Мп, то благодаря большой устойчивости аустенит успеет нагреться до 560°С, при которой и произойдет распад. Структуры поверхностных и центральных слоев при этом будут резко различаться; действительно, в центральных зонах произойдет выделение промежуточной структуры (бейнита) и перлита, а в наружных — структура отпущенного мартенсита, образовавшегося в процессе закалки и отпуска при 560°С. Исследование микроструктуры подтвердило эти предположения. На рис. 67 приведена макроструктура пяти прутков стали после описанной обработки.
Таким образом, для изучения процессов распада аустенита, происходящих при закалке с самоотпуском, необходимы термокинетические диаграммы сталей (для изучения распада аустенита в наружной зоне превращения) и диаграммы с усложненной кинетикой, определяемой ходом кривой охлаждения центра изделия. Термокинетическая диаграмма стали 
35ГС, построенная при помощи специального дилатометра.
Для изучения кинетики распада аустенита центральных слоев потребовалась специальная методика. Была создана тепловая модель арматурного профиля № 16, которая представляла собой нержавеющий тигель, заполненный сплавом Вуда (температура плавления 90°С). Изучение распада аустенита с использованием тепловой модели проводили на универсальном дилатометре ДКМ. В программное устройство ДКМ задавали кривые охлаждения центра арматурного профиля, полученные по указанным выше пяти режимам закалки. Регулирующее устройство через реле включало или выключало спираль, надеваемую на модель при охлаждении на воздухе. Для регулирования процессом охлаждения тепловая модель была рассчитана так, что при охлаждении на спокойном воздухе она охлаждалась немного быстрее арматурного профиля № 16.
Дилатометрический образец из стали 35ГС нагревали в печи дилатометра до 950°С, другая печь представляла собой свинцовую ванну с находящимся в ней тиглем-моделью. Температура ванны для каждого режима охлаждения была равна максимальной температуре самоотпуска. С помощью механизма перемещения печей дилатометрический образец помещали в тигель-модель, плавающий в свинцовой ванне, и выдерживали в течение времени, соответствующего началу падения максимальной температуры самоотпуска. После этого тигель с образцом выводили из свинцовой ванны, включали программный регулятор ДКМ и охлаждали модель на воздухе. По дилатограммам пяти режимов охлаждения была построена диаграмма распада аустенита. Из анализа диаграммы видно, что при распаде аустенита в бейнитной области, вследствие повышенной устойчивости аустенита в этих условиях и непрерывного понижения температуры, в стали образуется некоторое количество мартенсита. Наличие же в стали структур неотпущенного мартенсита резко уменьшает пластичность и вязкость.
По литературным данным, оптимальное сочетание свойств в наружной зоне после закалки с самоотпуском будет достигнуто при условии получения мартенсита отпуска, содержащего не более 10% бейнита. Однако,
выбирая сталь для обеспечения оптимальной структуры в наружной зоне, необходимо учитывать особенности превращения аустенита в центре, где может образовываться большое количество неотпущенного мартенсита, отрицательно влияющего на свойства стали.
Учитывая сказанное, можно определить основные условия выбора стали, предназначенной для упрочнения закалкой в баке с водой с последующим самоотпуском.
Основным условием является получение мартенситной структуры в наружных слоях проката; эта структура образуется при охлаждении в воде и частично на воздухе в начальный момент самоотпуска за счет тепловой инерции.
Другим условием является соизмеримость продолжительности охлаждения центральных слоев на воздухе с общей устойчивостью аустенита стали, что необходимо для уменьшения количества нежелательных структур в виде неотпущенного мартенсита.
Эти противоречивые условия должны быть определяющими при выборе химического состава (марки стали) для упрочняемого проката.
Для упрощения методики выбора химического состава исследование ряда приведенных ниже сталей ограничивали построением и изучением термокинетических диаграмм. При этом полагали, что качественные особенности, характеризующие кинетику распада аустенита сравниваемых сталей при непрерывном охлаждении (по термокинетическим диаграммам), будут присущи также распаду аустенита по усложненной кинетике.
Для исследования применяли стали 10, 20, 35, 15Х, 20Х, 40Х. Термокинетические диаграммы и химический состав исследуемых сталей приведены.
Диаграммы подтверждают известные закономерности: углерод снижает температуру у-а-перехода и понижает линию начала мартенситного превращения; хром 
совместно с углеродом сильно увеличивают устойчивость стали в феррито-перлитном интервале, значительно меньше влияют на устойчивость аустенита в бейнитном интервале, однако область бейнитных (промежуточных) структур значительно расширяется. Хром в исследуемых сталях практически не влияет на положение линии Мн
Исходя из условий выбора стали для упрочнения, необходимо рассматривать конкретный сортамент проката. Для исследований были взяты стержни диаметром 10, 16, 30, 50, 80, 110 мм. Кривые охлаждения их центра в баке с водой приведены. Температура нагрева перед охлаждением составляла 900°С. Кривые охлаждения перестроены от усредненной точки А3 для всех исследуемых сталей.
При наложении кривых охлаждения на построенные диаграммы следует, что из углеродистых сталей только сталь 35 обладает полной прокаливаемостью в профиле диаметрам 10 мм. Все хромистые стали в образцах диаметром 10 мм имеют сквозную прокаливаемость; сталь 40 Х прокаливается также в образцах диаметром 16 и 30 мм.
Однако прокаливаемость является необходимым, но недостаточным условием для выбора стали. Необходима еще и соизмеримость устойчивости аустенита стали с продолжительностью охлаждения центра изделия на воздухе после окончания охлаждения в воде. Этому условию в максимальной степени будет удовлетворять сортамент, который для конкретной стали обладает минимальным запасом прокаливаемости.
На примере стали 40Х можно видеть, что штанги диаметром 10 и 16 мм, имеющие мартенситную прокаливаемость, менее пригодны для упрочнения, чем штанги диаметром 30 мм, так как при упрочнении последних в большей степени удовлетворяется второе условие выбора стали.
Описанная методика позволяет определять марку стали и сортамент проката для упрочнения закалкой с самоотпуском. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ