Закалочных температур

Наличие в структуре закаленной стали избыточного цементита полезно во многих отношениях. Например, включения избыточного цементита повышает износоустойчивость стали. Нагрев же выше Лс3 опасен и не нужен, так как он не повышает твердости, наоборот, твердость даже несколько падает вследствие растворения избыточного цементита и увеличения остаточного аустенита (см. выше рис. 222, кривая )); при таком нагреве растет зерно аустенита, увеличивается возможность возникновения больших закалочных напряжений, интенсивнее обезуглероживается сталь с поверхности и т. д.

Предотвращение обезуглероживания и перегрева кромок. Уменьшение закалочных Напряжений на участках переходов

бесцветная жидкость с запахом бензина; /кип 99,2 °С. Эталон при определении детонац. стойкости бензинов (см. Октановое число), компонент авиац. бензинов, растворитель. ИЗОПЕНТАН - см. в ст. Пентаны. ИЗОПРЕН СН2=С(СН3)СН = СН2 -бесцветная жидкость с характерным запахом; /кип 34,07 °С. Применяется в синтезе изопреновых каучуков, бу-тилкаучука, в произ-ве душистых в-в, лекарств, препаратов. Легко воспламеняется, взрывоопасен; в высоких концентрациях вредно действует на нервную систему, в малых - раздражает слизистые глаз и дыхат. путей. ИЗОПРЁНОВЫЕ КАУЧУКЙ СИНТЕТИЧЕСКИЕ - полимеры изопрена; плотн. 910-920 кг/м3. По структуре и свойствам аналогичны каучуку натуральному. Резина из И.к.с. отличается высокой механич. прочностью и эластичностью. Используются в произ-ве автомобильных шин, конвейерных лент, обуви и др. резин, изделий техн., бытового и мед. назначения. ИЗОСТАТЙЧЕСКОЕ ПРЕССОВАНИЕ -технол. процесс обработки материалов под действием всестороннего равномерного сжатия. Используется для получения из порошковых материалов деталей или заготовок под последующую обработку давлением (ковку, прессование, прокатку), а также для закрытия пор в литых, кованых, прессованных и др. заготовках. В зависимости от среды, передающей давление, И.п. разделяют на гидростатическое прессование и газостатическое прессование. ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАКАЛКА - закал-ка с выдержкой при пост, темп-ре в процессе охлаждения. И.з. применяют для уменьшения закалочных напряжений и получения определ. структуры, в сталях - чаще всего структуры бейнита (бейнитная закалка).

ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАКАЛКА — закалка с выдержкой при пост, темп-ре в процессе охлаждения. И. з. применяют для уменьшения закалочных напряжений и получения определ. структуры, в сталях — чаще всего структуры бейкита (б е Й-нитная закалка).

Рис. 24. Разрушение образца в результате выгибания плечей образца ДКБ при действии поверхностных напряжений сжатия, возникших при закалке. Этот образец был изготовлен из плиты сплава 7075-Т651 толщиной 25 мм и термообработан по режиму: нагрев до 460 °С+закалка в холодную во-ду+старение при 70 °С в течение 72 ч. Рост трещины в этом образце происходил исключительно в результате действия остаточных закалочных напряжений, поскольку нагружающие болты были сняты после нанесения трещины механическим разрывом [75]

Рис. 25. Выгибание фронта трещины на образцах ДКБ благодаря действию остаточных закалочных напряжений сжатия на поверхности образца Обе трещины (предварительно нанесенная механическая и коррозионная) сильно выгибаются к середине образца. Данный образец изготовлен из плиты сплава 7075-Т651 и термообработан по режиму, соответствующему состоянию Т6 (нагрев до 460 °С + закалка в холодную воду+старение при 120 "С

Рис. 26. Предельный случай влияния остаточных закалочных напряжений на рост трещины в образце ДКБ алюминиевого сплава. Рост трещины из предварительно нанесенной разрывом трещины происходит только во внутренней части термообработанного ненапряженного образца

Предотвращение обезуглероживания и перегрева кромок. Уменьшение закалочных напряжений на участках переходов

Фиг. 11. Зависимость максимальных закалочных напряжений от скорости охлаждения и содержания углерода в стали (закалка образцов диаметром 50 мм при 850— 900° С): о — продольные напряжения после закалки в воду; ч '— то же после закалки в масло; af в — тангенциальные напряжения после закалки в воду; °т.м ~ то же после закалки в масло.

При закалке чугуна получаются значительные закалочные напряжения, резко снижаются пластические свойства и увеличивается хрупкость, поэтому после закалки даётся отпуск, заключающийся в нагреве и выдержке при температурах ниже критической. Применяется обычно низкий отпуск (до 250° С), преследующий цель только снятия закалочных напряжений и высокий отпуск (50Э— 650° С) для получения троосто-сорбитной или сорбитной структуры основной металлической массы. Структурные изменения при отпуске закалённого чугуна в основном аналогичны изменениям при отпуске закалённой стали.

Закалочно-гибочные прессы являются наиболее совершенными устройствами, обеспечивающими получение закаленных изделий без остаточных закалочных напряжений в процессе деформации.

Интервал закалочных температур

Каждой скорости нагрева соответствует свой оптимальный интервал закалочных температур (см. рис. 252), но под скоростью нагрева следует понимать не среднюю скорость, а скорость нагрева в районе фазовых превращений (выше точки Л2).

В табл. 48 приведены значения критических диаметров для закалки в воде и в масле1 сталей У10, X и 9ХС. Цифры в таблице показывают те предельные диаметры прутков (изделий), при которых твердость в сердцевине после охлаждения от обычных закалочных температур в воде или в масле почти равна твердости на поверхности, т. е. >HRC 60.

Сталь с зернистым перлитом имеет более низкие значения твердости временного сопротивления и, соответственно, более высокие относительного удлинения и сужения. После отжига на зернистый перлит эвтектоидные и заэвтектоидные стали обладают хорошей обрабатываемостью резанием — возможно применение больших скоростей резания и достигается высокая чистота поверхности. Кроме того, такая структура при последующей закалке стали обеспечивает мелкое зерно, расширяет интервал закалочных температур и уменьшает склонность к образованию трещин.

жает твердость участков подкалки (твердых прослоек). Интенсивный отвод тепла при сварке с регулированием термического цикла за счет сопутствующего охлаждения водо-воздушной смесью существенно сужает область распространения закалочных температур и уменьшает ширину участков подкалки до 1-2 мм (рис. 2.8, 2-а).

Недостаток- малая прокаливаемость, небольшой интервал закалочных температур (закалка-в воде), что усиливает коробления (деформацию) инструмента. Их можно использовать в качестве режущего инструмента только для резания материалов с малой скоростью, так как при нагреве свыше 190...200 °С начинается его разупрочнение (низкая красностойкость).

Рис. 8.1. Оптимальный интервал закалочных температур углеродистой стали

при частоте тока, для которой горячая глубина проникновения превосходит 20% от диаметра. Поэтому тепловой поток быстро достигает сердцевины цилиндра, ее температура растет. В остальном кривая распределения температуры близка к четырехугольнику, lbd'0 (см. рис. 7). Особое внимание следует обратить на участок /—2 (рис. 8) на большей части глубины слоя, подлежащего закалке, или, по крайней мере, на половине глубины горячего проникновения, где кривая температуры после перегиба и в области закалочных температур идет уже достаточно полого.

Рис. 3. Оптимальный интервал закалочных температур углеродистой стали

Интервал закалочных температур зависит от состава и способа изготовления стали, степени уковки, исходной структуры. Верхняя граница максимального интервала закалочных температур для стали ШХ15 с исходной структурой мелкозернистого перлита соответствует 870—880° С. В практических условиях положение нижней границы зависит от размеров (толщины) детали, а верхней —от температуры, при которой сталь приобретает повышенную склонность к образованию поверхностных закалочных трещин. В общем случае, для закалки в масле нижняя граница оптимального закалочного интервала для стали ШХ15 830—840, а верхняя 855— 860° С, для стали ШХ15СГ эти границы соответственно равны 810—820 и 840—850° С.

Превращение остаточного аустенита в мартенсит при длительном хранении и особенно во время работы подшипника при отрицательных температурах сопровождается , значительным увеличением его линейных размеров. Это происходит в том случае, когда фактическая температура закалки оказывается выше 1070° С. Для стабилизации размеров и повышения контактной усталостной прочности применяют дополнительную обработку стали холодом. Мартенситное превращение при закалке в практически применяемом интервале закалочных температур заканчивается при 70° С. Оптимальный режим термической обработки стали 9X18, позволяющий получить высокую степень стабильности геометрических размеров деталей подшипников в интервале рабочих температур от —200 до +150° С и обеспечивающий наилучший комплекс механических свойств, состоит из предварительного (до 850° С) и окончательного нагрева (до 1050—1070° С), охлаждения в масле, а затем замедленного охлаждения до —70° С и отпуска при 150—180° С.