Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие (Маневский-Ниткин)-2013 оконч..doc
Скачиваний:
222
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
3.42 Mб
Скачать

3.1.6. Дефекты закалки.

При закалке в изделиях внутренние закалочные напряжения, которые условно делят на тепловые и структурные. Тепловые напряжения возникают вследствие неодновременного охлаждения поверхности и сердцевины изделия при закалке. Структурные напряжения обусловлены неодновременным превращением аустенита в мартенсит по сечению детали и увеличением объема стали. Наибольшее увеличение объема наблюдается у эвтектоидной стали (1,13%), поэтому она наиболее склонна к короблению и растрескиванию при закалке.

Тепловые и структурные напряжения возникают и проявляются при закалке одновременно, и их действия необходимо суммировать. Если тепловые напряжения превышают структурные, то в поверхностных слоях изделия преобладают сжимающие напряжения. Однако чаще структурные напряжения превышают тепловые, и в результате преобладают растягивающие напряжения. Если их величина превышает значение предела текучести σ0,2, то возникает дефект закалки, называемый короблением. Если величина растягивающих напряжений превышает значение предела прочности σвр, то происходит образование закалочных трещин. Следовательно, для предупреждения коробления и закалочных трещин нужно уменьшить структурные напряжения путем снижения температуры закалки и скорости охлаждения в мартенситном температурном интервале. Кроме того, при конструировании детали следует минимизировать по возможности количество конструкционных концентраторов напряжений: резких переходов от толстого сечения к тонкому, отверстий, пазов, канавок и т.п.

Окисление и обезуглероживание поверхности изделий происходит при нагреве стали в пламенных или электрических печах без защитных газовых сред. Для предотвращения этих дефектов закалки следует использовать современное печное оборудование с защитными газовыми средами, а также вакуумные печи или соляные печи – ванны.

Еще одним дефектом закалки является недостаточная поверхностная твердость после закалки. Причинами возникновения этого дефекта являются нарушения технологии закалки: либо недостаточная температура нагрева (недогрев), либо заниженная скорость охлаждения. При нагреве до температуры ниже AС1 не происходит аустенитизация, вследствие чего при любой скорости охлаждения мартенсит не образуется. При нагреве доэвтектоидных сталей до температуры вышеAС1, но ниже AС3 в структуре сталей наряду с аустенитом будет феррит, который не закаливается на мартенсит. Его наличие в структуре стали после закалки заметно снижает ее твердость. Для того, чтобы исключить недогрев или перегрев при закалке, следует применять современные печи с автоматической регулировкой и контролем температуры нагрева.

Заниженная скорость охлаждения при закалке (VОХЛ<VКР.ЗАК) обусловливает образование немартенситных структур – тростита или сорбита, которые резко снижают твердость стали. Для устранения указанной технологической погрешности следует использовать закалочные баки достаточной емкости с интенсивным перемешиванием охлаждающей жидкости. При исчерпании ресурса охлаждающей жидкости ее следует заменять.