Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Прогарто́вуваність (англ. hardenability) — здатність сталі сприймати гартування і характеризується глибиною проникнення загартованого (мартенситного або трооститного) шару в об'єм виробу, що гартується.
Ця властивість може розглядатись як характеристика технологічності та головний критерій обґрунтованого вибору марки сталі для виготовлення деталей машин та інструментів. Якщо вироби повинні відрізнятися високими механічними властивостями по усьому перерізу, потрібно обирати сталі з підвищеною прогартовуваністю. У промисловості, залежно від умов експлуатації деталей широко використовують сталі як з підвищеною, так і зниженою прогартовуваністю. В останньому випадку після гартування на поверхні деталі утворюється твердий зносостійкий шар до невеликих глибин, а серцевина її залишається м'якою та в'язкою
Загальна інформація
Прогартовуваність залежить від хімічного складу сталі, розміру зерен аустеніту, величини перерізу загартованого виробу та умов охолодження при гартуванні. Чим більше зерно аустеніту, повніше розчинені в ньому карбіди і легувальні елементи, тим вищою є прогартовуваність сталі. Усі фактори, що підвищують швидкість охолодження сталі при гартуванні, також збільшують її прогартовуваність. Значно підвищують прогартовуваність легуючі елементи — хром, нікель, манган, молібден, бор, кремній тощо. Леговані стали внаслідок вищої стійкості переохолодженого аустеніту і, відповідно, меншої критичної швидкості охолодження прогартовуються на більшу глибину, ніж вуглецеві. Прогартовуваність особливо зростає при одночасному введенні в сталь декількох легувальних елементів, наприклад Cr та Ni.
Вуглецеві сталі у звичайних умовах гартування при охолодженні у воді повністю прогартовуються в деталях з розміром поперечного перерізу до 12-15 мм, тоді як леговані сталі залежно від їх хімічного складу можуть термооброблятися в перерізі розміром до 50…100 і навіть 200…300 мм при охолодженні в маслі або на повітрі.
Методики визначення прогартовуваності
Критерієм прогартовуваності є глибина напівмартенситної зони. У конструкційних сталей присутність деякої кількості трооститу поряд із мартенситом замало змінює твердість, тому визначити товщину шару тільки з мартенситною структурою важко. Краще визначати прогартовуваність за товщиною шару, що має мартенситну та напівмартенситну структури, тобто структури з 50% мартенситу та 50% трооститу, тоді як за наявності більше 50% трооститу твердість сплаву різко знижується. Крім того, напівмартенситний шар легко визначається мікроаналізом. Твердість напівмартенситного шару може бути встановлена попередньо, якщо відомий вміст вуглецю у сталі, що вивчається.
Відомо багато методик оцінки прогартовуваності, які вибирають залежно від очікуваного значення прогартовуваності сталі й розмірів перерізу зразка.
Об'ємний метод використовують для вуглецевих, головним чином інструментальних сталей із низькою прогартовуваністю. Сутність цього методу полягає в тому, що зразок сталі квадратного або круглого перерізу з довжиною, в 2-3 рази більшою за товщину або діаметр, нагрівають і загартовують звичайним способом у воді чи іншому середовищі, вплив якого на прогартовуваність слід ураховувати. Охолоджений зразок зламують упоперек за середнім перерізом, повільно шліфують місця зламу, виключаючи нагрівання зразка, і вимірюють твердість по діаметру через кожні 2 мм. За результатами випробувань у координатах «твердість-відстань» від центра зразка будують криву, за якою визначають глибину прогартовування.
Метод торцевого загартування або тестування за Джоміні застосовують для оцінювання прогартовуваності вуглецевих і легованих, інструментальних і підшипникових сталей (за виключенням сталей, що гартуються на повітрі і сталей з дуже низькою прогартовуваністю), виконуючи гартування при охолодженні водою. Прогартовуваність визначають на циліндричних зразках діаметром (25±0,25) мм і довжиною (100±0,5) мм, що має заплечики або фланець з боку, торця, що не піддається загартуванню. Зразки нагрівають без окиснення поверхні нижнього торця в соляній ванні або в печі на вугільній пластинці (тривалість нагрівання — 30…50 хв, витримування при температурі гартування — 30 хв, точність нагрівання — ±5 °С), швидко (за час до 5 с) переносять в установку і подають воду. Тиск води регулюють попередньо так, щоб висота струменя становила 65 мм. Діаметр сопла й висота розташування торця зразка над ним становить по 12,5 мм. Зразок витримують під струменем до повного охолодження (не менше ніж 10 хв). Температура води повинна бути в межах 10…25 °С.
Для вимірювання твердості за довжиною зразка прошліфовують (без нагрівання) дві діаметрально протилежні площинки, знімаючи шар товщиною 0,5 мм і вимірюють твердість, починаючи від нижнього торця зразка через кожні 1,5 мм (перші 16 замірів) та 3 мм (17-й і наступні заміри). За отриманими даними будують діаграму твердості і за твердістю напівмартенситної зони визначають прогартовування сталі.
Метод теплового моделювання використовується для визначення прогартовуваності сталей, що гартуються при охолодженні на повітрі. Він передбачає заміну маси металу теплоізоляційним шаром, наприклад азбестом. Шар ізоляції має забезпечувати віддачу теплоти зразком тільки через його торці, а між зразком та ізоляцією теплообміну не повинно бути. Нагріті до температури гартування зразки розміщують у нагріті до тієї ж температури пристосування з ізоляції, охолоджують на повітрі та після цього вимірюють твердість за довжиною зразка.
Див. також
Примітки
- ISO 642: Steel. Hardenability test by end quenching (Jominy test), ISO
- ГОСТ 5657-69 (СТ СЭВ 475-88) Сталь. Метод испытания на прокаливаемость.
- W.E. Jominy & A.L. Boegehold A Hardenability Test for Carburizing Steel. - Trans. ASM, Vol. 26, 1938. - P. 574-606.
Джерела
- Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. 3-е изд., перераб. и доп., М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.
- Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. — М.: Металлургия, 1978. — 392 с.
- Натапов Б. С. Термическая обработка металлов. — К.: Вища школа, 1980. — 288 с.
- ASTM A255-10, Standard Test Methods for Determining Hardenability of Steel, ASTM International, West Conshohocken, PA.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ne plutati z zagartovuvanistyu Progarto vuvanist angl hardenability zdatnist stali sprijmati gartuvannya i harakterizuyetsya glibinoyu proniknennya zagartovanogo martensitnogo abo troostitnogo sharu v ob yem virobu sho gartuyetsya Zrazok dlya viznachennya progartovuvanosti metodom torcevogo gartuvannya metodom Dzhomini ta jogo roztashuvannya pri gartuvanni za ISO 642 lt ref gt GOST 5657 69 Osnastka dlya viznachennya progartovuvanosti metodom torcevogo gartuvannyaVikoristanij zrazok dlya viznachennya progartovuvanostiPriklad rezultativ vimiryuvan tverdosti Cya vlastivist mozhe rozglyadatis yak harakteristika tehnologichnosti ta golovnij kriterij obgruntovanogo viboru marki stali dlya vigotovlennya detalej mashin ta instrumentiv Yaksho virobi povinni vidriznyatisya visokimi mehanichnimi vlastivostyami po usomu pererizu potribno obirati stali z pidvishenoyu progartovuvanistyu U promislovosti zalezhno vid umov ekspluataciyi detalej shiroko vikoristovuyut stali yak z pidvishenoyu tak i znizhenoyu progartovuvanistyu V ostannomu vipadku pislya gartuvannya na poverhni detali utvoryuyetsya tverdij znosostijkij shar do nevelikih glibin a sercevina yiyi zalishayetsya m yakoyu ta v yazkoyuZagalna informaciyaProgartovuvanist zalezhit vid himichnogo skladu stali rozmiru zeren austenitu velichini pererizu zagartovanogo virobu ta umov oholodzhennya pri gartuvanni Chim bilshe zerno austenitu povnishe rozchineni v nomu karbidi i leguvalni elementi tim vishoyu ye progartovuvanist stali Usi faktori sho pidvishuyut shvidkist oholodzhennya stali pri gartuvanni takozh zbilshuyut yiyi progartovuvanist Znachno pidvishuyut progartovuvanist leguyuchi elementi hrom nikel mangan molibden bor kremnij tosho Legovani stali vnaslidok vishoyi stijkosti pereoholodzhenogo austenitu i vidpovidno menshoyi kritichnoyi shvidkosti oholodzhennya progartovuyutsya na bilshu glibinu nizh vuglecevi Progartovuvanist osoblivo zrostaye pri odnochasnomu vvedenni v stal dekilkoh leguvalnih elementiv napriklad Cr ta Ni Vuglecevi stali u zvichajnih umovah gartuvannya pri oholodzhenni u vodi povnistyu progartovuyutsya v detalyah z rozmirom poperechnogo pererizu do 12 15 mm todi yak legovani stali zalezhno vid yih himichnogo skladu mozhut termoobroblyatisya v pererizi rozmirom do 50 100 i navit 200 300 mm pri oholodzhenni v masli abo na povitri Metodiki viznachennya progartovuvanostiKriteriyem progartovuvanosti ye glibina napivmartensitnoyi zoni U konstrukcijnih stalej prisutnist deyakoyi kilkosti troostitu poryad iz martensitom zamalo zminyuye tverdist tomu viznachiti tovshinu sharu tilki z martensitnoyu strukturoyu vazhko Krashe viznachati progartovuvanist za tovshinoyu sharu sho maye martensitnu ta napivmartensitnu strukturi tobto strukturi z 50 martensitu ta 50 troostitu todi yak za nayavnosti bilshe 50 troostitu tverdist splavu rizko znizhuyetsya Krim togo napivmartensitnij shar legko viznachayetsya mikroanalizom Tverdist napivmartensitnogo sharu mozhe buti vstanovlena poperedno yaksho vidomij vmist vuglecyu u stali sho vivchayetsya Vidomo bagato metodik ocinki progartovuvanosti yaki vibirayut zalezhno vid ochikuvanogo znachennya progartovuvanosti stali j rozmiriv pererizu zrazka Ob yemnij metod vikoristovuyut dlya vuglecevih golovnim chinom instrumentalnih stalej iz nizkoyu progartovuvanistyu Sutnist cogo metodu polyagaye v tomu sho zrazok stali kvadratnogo abo kruglogo pererizu z dovzhinoyu v 2 3 razi bilshoyu za tovshinu abo diametr nagrivayut i zagartovuyut zvichajnim sposobom u vodi chi inshomu seredovishi vpliv yakogo na progartovuvanist slid urahovuvati Oholodzhenij zrazok zlamuyut upoperek za serednim pererizom povilno shlifuyut miscya zlamu viklyuchayuchi nagrivannya zrazka i vimiryuyut tverdist po diametru cherez kozhni 2 mm Za rezultatami viprobuvan u koordinatah tverdist vidstan vid centra zrazka buduyut krivu za yakoyu viznachayut glibinu progartovuvannya Metod torcevogo zagartuvannya abo testuvannya za Dzhomini zastosovuyut dlya ocinyuvannya progartovuvanosti vuglecevih i legovanih instrumentalnih i pidshipnikovih stalej za viklyuchennyam stalej sho gartuyutsya na povitri i stalej z duzhe nizkoyu progartovuvanistyu vikonuyuchi gartuvannya pri oholodzhenni vodoyu Progartovuvanist viznachayut na cilindrichnih zrazkah diametrom 25 0 25 mm i dovzhinoyu 100 0 5 mm sho maye zaplechiki abo flanec z boku torcya sho ne piddayetsya zagartuvannyu Zrazki nagrivayut bez okisnennya poverhni nizhnogo torcya v solyanij vanni abo v pechi na vugilnij plastinci trivalist nagrivannya 30 50 hv vitrimuvannya pri temperaturi gartuvannya 30 hv tochnist nagrivannya 5 S shvidko za chas do 5 s perenosyat v ustanovku i podayut vodu Tisk vodi regulyuyut poperedno tak shob visota strumenya stanovila 65 mm Diametr sopla j visota roztashuvannya torcya zrazka nad nim stanovit po 12 5 mm Zrazok vitrimuyut pid strumenem do povnogo oholodzhennya ne menshe nizh 10 hv Temperatura vodi povinna buti v mezhah 10 25 S Dlya vimiryuvannya tverdosti za dovzhinoyu zrazka proshlifovuyut bez nagrivannya dvi diametralno protilezhni ploshinki znimayuchi shar tovshinoyu 0 5 mm i vimiryuyut tverdist pochinayuchi vid nizhnogo torcya zrazka cherez kozhni 1 5 mm pershi 16 zamiriv ta 3 mm 17 j i nastupni zamiri Za otrimanimi danimi buduyut diagramu tverdosti i za tverdistyu napivmartensitnoyi zoni viznachayut progartovuvannya stali Metod teplovogo modelyuvannya vikoristovuyetsya dlya viznachennya progartovuvanosti stalej sho gartuyutsya pri oholodzhenni na povitri Vin peredbachaye zaminu masi metalu teploizolyacijnim sharom napriklad azbestom Shar izolyaciyi maye zabezpechuvati viddachu teploti zrazkom tilki cherez jogo torci a mizh zrazkom ta izolyaciyeyu teploobminu ne povinno buti Nagriti do temperaturi gartuvannya zrazki rozmishuyut u nagriti do tiyeyi zh temperaturi pristosuvannya z izolyaciyi oholodzhuyut na povitri ta pislya cogo vimiryuyut tverdist za dovzhinoyu zrazka Div takozhZagartovuvanist Tehnologichni vlastivosti materialivPrimitkiISO 642 Steel Hardenability test by end quenching Jominy test ISO GOST 5657 69 ST SEV 475 88 Stal Metod ispytaniya na prokalivaemost W E Jominy amp A L Boegehold A Hardenability Test for Carburizing Steel Trans ASM Vol 26 1938 P 574 606 DzherelaLahtin Yu M Leonteva V P Materialovedenie 3 e izd pererab i dop M Mashinostroenie 1990 528 s Novikov I I Teoriya termicheskoj obrabotki metallov M Metallurgiya 1978 392 s Natapov B S Termicheskaya obrabotka metallov K Visha shkola 1980 288 s ASTM A255 10 Standard Test Methods for Determining Hardenability of Steel ASTM International West Conshohocken PA