Прокаливаемость
Прокаливаемость — это глубина закалки стали после термообработки . Его не следует путать с твердостью , которая является мерой устойчивости образца к вмятинам или царапинам. [1] Это важное свойство для сварки , так как оно обратно пропорционально свариваемости , то есть легкости сваривания материала.
Процесс
[ редактировать ]горячей стальной детали При закалке область, контактирующая с водой, немедленно охлаждается, и ее температура уравновешивается с температурой закалочной среды. Однако внутренняя глубина материала охлаждается не так быстро, а в больших заготовках скорость охлаждения может быть достаточно медленной, чтобы позволить аустениту полностью превратиться в структуру, отличную от мартенсита или бейнита . В результате получается заготовка, которая не имеет одинаковой кристаллической структуры по всей глубине; с более мягким ядром и более твердой «оболочкой». [2] Более мягкое ядро представляет собой комбинацию феррита и цементита , например перлита .
Прокаливаемость ферросплавов , то есть сталей, зависит от содержания углерода и других легирующих элементов, а также от размера зерна аустенита. [1] Относительная важность различных легирующих элементов рассчитывается путем определения эквивалентного содержания углерода в материале.
Жидкость, используемая для закалки материала, влияет на скорость охлаждения из-за различной теплопроводности и удельной теплоемкости . Такие вещества, как рассол и вода, охлаждают сталь гораздо быстрее, чем масло или воздух. Если жидкость перемешивается, охлаждение происходит еще быстрее. Геометрия детали также влияет на скорость охлаждения: из двух образцов одинакового объема быстрее охладится тот, у которого площадь поверхности больше. [3]
Тестирование
[ редактировать ]Прокаливаемость ферросплава измеряется с помощью теста Джомини: круглый металлический стержень стандартного размера (указан на верхнем изображении) превращается в 100% аустенит посредством термообработки, а затем закаливается с одного конца водой комнатной температуры. Скорость охлаждения будет самой высокой на закаляемом конце и будет снижаться по мере увеличения расстояния от конца. После охлаждения на образце шлифуют плоскую поверхность и затем определяют прокаливаемость путем измерения твердости вдоль стержня. Чем дальше от закаленного конца распространяется твердость, тем выше прокаливаемость. Эта информация наносится на график прокаливаемости. [4] [5] [6]
Испытание на закалку Джомини было изобретено Уолтером Э. Джомини (1893-1976) и А. Л. Богехолдом. [7] металлурги из подразделения исследовательских лабораторий корпорации General Motors в 1937 году. За свою новаторскую работу в области термообработки Джомини был отмечен Американским обществом металлов (ASM) премией Альберта Совера за достижения в 1944 году. Джомини был президентом ASM. в 1951 году.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Калпакджян; Серопа. Производственная инженерия и технология . Пирсон Образование.
- ^ Материалы и технологии. Часть 3: Металлы и руды . Лонгман Групп, Лондон.
- ^ Брюс, Р; Уильям Далтон; Джон Нили; Ричард Киббе. Современные материалы и производственные процессы . Пирсон Образование.
- ^ ISO 642: Сталь. Испытание на прокаливаемость торцевой закалкой (тест Джомини) , ISO
- ^ «Прокаливаемость (DoITPoMS)» . Проверено 9 декабря 2011 года .
- ^ ASTM A255-10 , Стандартные методы испытаний для определения прокаливаемости стали, ASTM International, Вест-Коншохокен, Пенсильвания.
- ^ WE Jominy и AL Boegehold, «Испытание на прокаливаемость науглероженной стали», Trans. АСМ , Том. 26 , 1938, стр. 574–606.