Iугл, iIугл, Iлег, iIлег - с-кривые распада аустенита для углеродистой и легированной стали

Vкр.Угл , Vкр.Лег - критические скорости закалки для углеродистой и легированной стали

Температура конца мартенситного превращения М некоторых марок стали, легированных Mn, Cr, V и другими элементами, лежит ниже 0 С, поэтому в закаленных легированных сталях, даже при небольшом содержании углерода, после охлаждения до комнатной температуры может сохраниться значительное количество остаточного аустенита. Для высоколегированных сталей с большим содержанием углерода (например, быстрорежущих сталей) количество остаточного аустенита достигает 40% и более. Остаточный мартенсит может быть переведен в мартенсит охлаждением до температуры М непосредственно после закалки ( обработка холодом) или посредством многократного высокого отпуска.

Прокаливаемость сталей

Важной характеристикой термически обрабатываемых сталей является их прокаливаемость - способность стали закаливаться в глубину, т.е. получать в результате закалки структуру мартенсита или мартенсита и троостита, а следовательно, и высокую твердость на ту или иную глубину по сечению детали (образца).

Т.е. прокаливаемость – это способность стали закаливаться в глубину. Количественной характеристикой прокаливаемости будет максимально возможная для данной стали глубина поверхностного закаленного слоя .

Рис. 6. Распределение твердости по сечению закаленных цилиндрических образцов углеродистой стали ( кривая сверху 0,7 % С, кривая внизу –0,5% С) в зависимости от диаметра.

Рис.7. Сечение закаленного образца стали и его структура

Если изделия должны отличаться высокими свойствами по всему их сечению, когда действующие напряжения распределены по сечению однородно и отличаются высоким уровнем значений, необходимо выбирать стали с высокой прокаливаемостью, чтобы по всему сечению при закалке образовывалась мартенситная структура, а после отпуска деталей - структура сорбита.

Для изделий, работающих в условиях изгиба или кручения, когда максимальные напряжения, возникающие при эксплуатации, действуют в поверхностном слое, целесообразно применять стали с небольшой прокаливаемостью, у которых после закалки структура мартенсита находится в основном в пределах слоя, воспринимающего основную нагрузку.

Высокая устойчивость переохлажденного аустенита легированных сталей обеспечивает их основную особенность: более глубокую прокаливаемость по сравнению с углеродистыми сталями:

углеродистые - до 15 мм;

легированные 1% Cr - до 20 мм;

хромоникелевые - до 70 мм;

хромомарганцевые - до 40 мм;

легированные 0,001-0,005% B - до 150 мм.

Поэтому легированные конструкционные стали целесообразно применять только для термически обрабатываемых деталей сечением более 30 мм. Чем больше размер деталей, тем более легированную сталь следует использовать для ее изготовления.