Следует обратить особое внимание
на интенсивность мартенситиого превращения при закалке. Хорошо
известно, что Кинетика мартенситиого превращения в стали определяется
температурой охлаждения. Скорость мартенситиого превращения в стали
весьма слабо зависит от скорости охлаждения. Однако скорость охлаждения в
мартенситной интервале существенно влияет на механические свойства
закаленной неотпущенной стали.
На рис. 14 показано, что
увеличение скорости охлаждения от 2 до 12 и 40° С/с приводит к понижению
временного сопротивления закаленной стали У10 от 120 до 102 и 63
кгс/мм2 соответственно. Такое существенное снижение временного
сопротивления закаленной стали с уменьшением времени протекания
мартенситиого превращения, т. е. времени пребывания в интервале 200°
С — конечная температура, связано, по-видимому, с затруднением протекания
релаксационных процессов (в данном случае процесса низкотемпературного
отпуска высокоуглеродистого мартенсита). Следовательно, при закалке
следует стремиться к замедленному охлаждению в области мартенситиого
превращения. В тех случаях, когда при закалке применяется интенсивное
охлаждение водяным душем или потоком (например, при индукционной
закалке), следует считать обязательной операцию самоотпуска или низкого
отпуска (при 150—200° С), который полностью восстанавливает уровень
прочности стали, сниженный в результате интенсивного охлаждения
[7].
Значительный интерес представляет
и сопоставление кривых температурной зависимости скоростей охлаждения при
закалке в воде н масле. На рис. 15 показано изменение скорости
охлаждения при закалке стали в воде и масле. Скорость охлаждения в воде
имеет максимальное значение (—750° С/с) прн температуре 250—300° С.
Охлаждение в масле дает максимум скорости при 450° С (~-200 С/с). В
опасном интервале температур мартенситиого превращения при 200° С
скорость охлаждения в воде более чем в 25 раз превышает скорость
охлаждения в масле, что в соответствии с данными рис. 14 может привести к
снижению прочности закаленной стали. При выборе закалочных сред
следует учитывать эти явления. Принимая во внимание, что прокаливаемость
обусловливается большой скоростью охлаждения в районе перлитного
превращения (650—550° С), в ряде работ предлагается использовать для
характеристики качества закалочных сред скорость при этих температурах и
при температурах мартенситиого превращения 300—200° С (табл. 3 к
4).
На скорость охлаждения при закалке
существенное влияние оказывают условия нагрева, приводящие к изменению
состояния поверхности образцов (табл. 5).
Охлаждающие среды для закалки
могут быть разделены в зависимости от состава и свойств охлаждающего
вещества на несколько групп.