Закалка в масле с высоким отпуском

Для нагрева детали «Полуось правая» под закалку используем электрическую камерную печь со стационарным подом (рис. 22).Параметры печи приведены в таблице 15.

Рис. 22. Электрическая камерная печь со стационарным

подом Т

Таблица 15

Параметры печи ТермЭкс-НО-3,6.3,6.4,2/1260

Температуру нагрева стали под закалку выбираем в зависимости от структурной группы стали. Сталь 35ХГСА является доэвтектоидной, следовательно, нагрев будет производиться на 30...50 °С выше Ас₃: Т_н=880⁰С.

При таком нагреве ферритно-перлитная структура полностью перейдет в аустенит, который при быстром охлаждении превратится в мартенсит:

Охлаждение нагретых деталей производится в масле, т.к. скорость охлаждения получается значительно меньшая, чем в воде. В первый период, при температуре 650—550°С, масло охлаждает со скоростью примерно в 6 раз меньшей, чем циркулирующая в

Для определения продолжительности нагрева стальных изделий сложной формы при всестороннем нагреве используют формулу, предложенную Е. А. Смольниковым:

; где (1)

τ_общ – общая продолжительность нагрева, включающая продолжитель­ность сквозного прогрева до за­данной температуры (определя­ется формой и размером изделий, их расположением, типом печи, составом и свойствами стали и т д) и продолжительность изо­термической выдержки при дан­ной температуре (не зависит от формы и размера изделия и оп­ределяется только составом и исходным состоянием стали);

K₁ – коэффициент, зависящий от со­става и физических свойств на­греваемой стали, температуры и способа нагрева; K₁ = 10,8 мин/см;

K_ф – критерий формы определяется по формуле:

(2)

K_к – коэффициент конфигурации на­греваемого изделия, величина которого для инструментов раз­личного типа находится в преде­лах от 0,46—0,65 до 0,85 –1; K_к =0,9;

V/F – характеристический размер, пред­ставляющий собой отношение объема нагреваемого тела V к его поверхности F. Эту величи­ну определяют по формуле:

(3)

τ_и.в. – продолжительность изотермической выдержки при заданной тем­пературе; ее величина должна быть минимальной, но обеспечи­вать завершение фазовых прев­ращений в стали и необходимую концентрацию углерода и легированных элемент

.

При расчетах продолжительности нагрева следует принимать во внимание способ укладки изделий (рис. 23). Поэтому более точная продолжительность нагрева детали находится по формуле:

(4)

Рис. 23. Схема укладки деталей на поду печи

После нагрева детали в печи необходима выдержка, продолжительность которой определяется по таблице 16 в зависимости от толщины изделия:

Таблица 16

Продолжительность выдержки изделий в электропечах при температуре закалки

В результате закалки получаем ударную вязкость детали, равную KCU=39 Дж/см².

После закалки проводим высокий отпуск, т.к. он приводит к значитель

Повторный нагрев детали под высокий отпуск проводим в той же печи, что и под закалку (рис. 22). Температуру нагрева стали выбираем равную Т_н=600⁰С. Охлаждение детали производится в воде. Продолжительность нагрева детали под отпуск рассчитывается по формуле (1):

.

После нагрева детали в печи необходима выдержка, продолжительность которой определяется по таблице 17 в зависимости от толщины изделия и температуры отпуска:

Продолжительность выдержки изделий в электропечах при отпуске или низкотемпературном отжиге

В результате высокого отпуска получаем ударную вязкость детали, равную KCU=33 Дж/см².

На рис. 24 представлена структура стали 35ХГСА после закалки и высокого отпуска.

Рис. 24. Структура стали 35ХГСА после закалки 840⁰С в масле и отпуска 550⁰С (сорбит) (x1000); справа внизу то же (х15000)