Рис.
8. Влияние исходной
структуры на торцовую прокаливаемость стали 40ХКМ после закалки с 850° С с
различной выдержкой:
а — 0 мин; б — 10 мин; в — 40 мин; г — 4 ч; / — отжиг на пластинчатый
перлит; 2 — отжиг на зернистый перлит; 3 — горячекатаное
состояние; 4 — нормализация
обработки. Они складываются из
термических напряжений, формирующихся в процессе нагрева или охлаждения;
напряжений в результате фазовых или структурных превращений; напряжений,
возникающих под нагрузкой в садке или обусловленных собственным весом
детали, и внутренних напряжений, наследованных в процессе
изготовления заготовки (при прокатке, предварительной обработке
резанием и пр.).
Из перечисленных факторов по
крайней мере два (напряжения за счет фазовых и структурных
превращений и наследуемые в процессе изготовления заготовок) зависят
от предварительной термической обработки.
Регулирование внутренних
напряжений с целью снижения и стабилизации всех видов коробления можно
осуществить варьированием прокаливаемое™. На рис. 8 показано изменение
прокаливаемое™ стали 40ХНМ [4] в зависимости от исходного структурного
состояния для различной продолжительности выдержки при повторной закалке.
Из представленных данных видно, что только после закалки при 850° С с
выдержкой 4 ч влияние исходной структуры не проявляется.
Вместе с тем известно, что
большинство технологических операций окончательной термической
обработки предусматривает малые времена нагрева и выдержки, поэтому
влияние исходного состояния важно для кратковременных операций
окончательной термической обработки, особенно при нагреве в соляных
ваннах и для обработки с нагревом ТПЧ и ТВЧ. Простой расчет задачи
теплопроводности совместно с данными, приведенными на рис. 8,
показывает, что наиболее значительное влияние исходного структурного
состояния проявляется в изделиях сечением (толщиной) 20—50
мм.
Стабилизация прокаливаемое™
возможна и путем регулирования размера и количества труднорастворимых
карбидов или нитридов алюминия, титана, ванадия, ниобия, благодаря
которым значительно измельчается и стабилизируется при окончательной
термической обработке в широком интервале температур зерно
аустенита.
Чем выше объемная доля
регулируемых по размеру частиц указанных фаз, тем больше эффект их влияния
на прокаливаемость. Так, на стали 47ГТ благодаря карбидам титана толщину
закаленного слоя (до полумартенситной структуры) в сечении 50 мм удалось
стабилизировать на уровне 5 мм при нагреве в
интервале температур 850—950° С. В то же время на серийной стали 45Г с тем
же средним химическим составом повышение температуры закалки в указанном
интервале увеличивает толщину закаленного слоя с 4,3 до 5,7
мм.
В серийной стали 25, раскисленной
алюминием (А1раст
= 0,09%, NpacTß = = 0,023%) в результате предварительной
обработки на мелкое зерно прокали-
