новая папка 1 / 541635

2. Определение прокаливаемости расчётными методами.

Для определения прокаливаемости стали используют идеальный критический диаметр - Д , который может быть определён по эмпирической

зависимости [3]:

Д∞ = ДС (FSi•FM n• FCr• FM o• FNi• FV• FB• FTi• FCu• FZr• FAl• FW• FNb• FTa• FCo), (1)

где Д∞	- идеальный критический диаметр, мм;
ДС	- идеальный критический	диаметр сплава двойной диаграммы
«Железо-углерод», мм;
F -	факторы прокаливаемости для прочих элементов.
Идеальный критический диаметр ДС в миллиметрах определяется
выражением
	,	(2)
где N - средний балл зерна стандартной шкалы (ГОСТ 5639-82);
	С – среднее содержание углерода в стали, %(масс.)

Факторы прокаливаемости для различных элементов Fi имеют следующие зависимости:

Fi =Кi•xi+1,	(3)
где Кi - коэффициент, показывающий, во	сколько раз увеличивается

прокаливаемость стали при введении одного процента массы i- того элемента;

xi – среднее содержание i- того элемента в стали %(масс.).

13

Значение коэффициента Кi пятнадцати наиболее часто применяемых для легирования элементов приведены в таблице 4 .

Таблица 4

Значения Кi для легирующих элементов

Легирую	Si	Mn	Cr	Mo	V	Ti	Cu	Zr	Al	W	Nb	Ta	Co	B
-щий
элемент							+ Ni
ki	0,7	3,33	2,16	3	1,75	1	0,35	1,2	0,3	1,15	1,2	1,15	1	200

После расчёта идеального критического диаметра Д∞ необходимо определить реальный критический диаметр Дкр при закалке в воде, масле и на воздухе, пользуясь номограммой Блантера М.Е. (рис. 1).

Если в результате расчёта получено Д∞ > 200мм, то Дкр следует определять по формуле

,

(4)

где А и В – эмпирические коэффициенты, их берут из таблицы 5.

Таблица 5

Значения коэффициентов А и В для различных сред охлаждения

		Охлаждающая среда
Коэффициент
	воздух		масло	вода
А	0,015		0,8	0,77
В	1,48		1,02	1,03
		14

3. Работа в программе по определению прокаливаемости

На кафедре физического металловедения была разработана программа для определения прокаливаемости как по номограмме Блантера М.Е., так и расчетным методом, что позволяет сравнить результаты. Интерфейс программы приведён на рис. 2.

Рисунок 2. Интерфейс программы для определения прокаливаемости

3.1 Расчет по идеальному критическому диаметру.

3.1.1 Для того чтобы определить прокаливаемость стали расчетным путем,

необходимо выбрать «расчет по идеальному критическому диаметру» и

внести химический состав с баллом зерна стали, как показано на рис. 3.

15

Рисунок 3. Пример заполнения полей для определения прокаливаемости расчётным методом

3.1.2. Далее следует нажать кнопку «Рассчитать идеальный критический диаметр». Результат появится на панели справа (рис. 4).

Рисунок 4. Вывод расчётных параметров в программе

3.1.3. Далее на номограмме Блантера М.Е. проводится линия от идеального критического диаметра до идеальной охлаждающей среды, а затем влево до реальной охлаждающей среды; от реальной охлаждающей среды до критических диаметров вниз (рис. 5).

При этом на панели вывода (Рис. 4) появятся числовые результаты в миллиметрах для каждого соотношения «длины к диаметру».

16

Рисунок 5. Определение прокаливаемости по номограмме Блантера М.Е.

спомощью программы

3.1.4.Чтобы очистить номограмму от прошлых результатов, необходимо нажать кнопку в левом верхнем углу (рис.6).

Рисунок 6. Кнопка "Очистить"

3.1.5. Результаты сохраняются нажатием кнопки «Сохранить отчёт» в

графический файл формата *.bmp, в который выводится химический состав стали, номограмма Блантера М.Е. с проведенными линиями и значения критических диаметров.

17

3.2. Определение прокаливаемости по расстоянию до

полумартенситной или мартенситной зоны с помощью программы.

3.2.1.Для работы в данном режиме надо переключиться на

«определение прокаливаемости по расстоянию до полумартенситной зоны». 3.2.2. Далее провести линию от «расстояния до полумартенситной

(мартенситной) зоны» до идеальной охлаждающей среды, а затем влево до реальной охлаждающей среды, от реальной охлаждающей среды до критических диаметров вниз.

Отчёт составляется индивидуально по обобщённым данным в соответствии со стандартами СТО-12-2012 и СТО 13-2011и должен содержать: название темы, цель работы, краткие теоретические положения, описание методики, порядок выполнения работы по разделам,

обработку материалов, экспериментальные данные. В заключительной части сравнить полученные результаты с результатами других источников и сделать выводы.

Контрольные вопросы

1.Дайте определение закаливаемости и прокаливаемости.

2.Какие факторы влияют на величину закаливаемости и прокаливаемости?

3.Как определяют прокаливаемость методом торцевой закалки и пробных диаметров?

4.Что такое критический диаметр и от чего он зависит?

18

5.Какие факторы влияют на закаливаемость стали?

6.Что такое полумартенситная зона и как её определить по твёрдости?

7.Как определить полумартенситную зону по структуре?

8.Как зависит прокаливаемость от природной зернистости стали?

9.Каким критерием наиболее удобно пользоваться при определении

прокаливаемости?

10.Как влияет устойчивость переохлаждённого аустенита на прокаливаемость?

11.Какое влияние оказывает на прокаливаемость стали микролегирование бором?

12. Какое влияние на прокаливаемость

оказывает легирование

карбидообразующими элементами?

13.Что понимается под определением „полоса прокаливаемости“?

14.Что понимается под определением „идеальный охладитель“?

15.Какое влияние на закаливаемость стали оказывает количество углерода в стали?

16.Чем объясняется различная прокаливаемость стали 40 и стали 40Х?

17.Как зависит прокаливаемость стали от температуры нагрева под закалку?

Библиографический список

1. Блантер, М.Е. Теория термической обработки /М.Е. Блантер. – М.:

Металлургия, 1984. – 327 с.

19

2.ГОСТ 5657-69. Сталь. Метод испытания на прокаливаемость [Текст]. Введён 1970.01.07. – М. Издательство стандартов, 1993. -10 с.

3.Киндзоку дзайре.- 1975.- 15.- №4, с. 66-67.

20

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе

по дисциплине «Теория и технология термической обработки»

Составители: Жучкова Татьяна Сергеевна Горбунов Иван Петрович

Торопцева Елена Львовна

Редактор О.И. Попова
Подписано в печать	Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная.
Ризография. Печ. л 0,7.	Тираж 100экз. Заказ №

Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.

398600 Липецк, ул. Московская, 30.

21