Прокаливаемость стали

Прокаливаемостью называют способность стали закаливаться на определенную глубину. Если деталь больших размеров подвергать закалке, то поверхность ее довольно быстро охлаждается и аустенит превращается в мартенсит, однако у большей части деталей, особенно у сердцевины, охлаждение происходит менее быстро и аустенит превращается в смесь перлита с ферритом или с цементитом.

Прокаливаемость стали зависит от критической скорости закалки  υ_Kp: с увеличением критической скорости закалки глубина закаленного слоя уменьшается и наоборот, с уменьшением υ_Kpдеталь прокаливается насквозь. Следовательно, чем меньше критическая скорость закалки υ_Kp ,тем глубже прокаливаемость.

Прокаливаемость (глубина закалки) определяется расстоянием от поверхности до слоя с полумартенситной структурой, т. е. слоя, состоящего из 50% мартенсита и 50% троостита. Прокаливаемость стали зависит от ее химического состава, величины природного зерна, метода выплавки и других факторов. Например, такие легирующие элементы, как марганец, хром, молибден, оказывают большое влияние на прокаливаемость, а никель, кремний — незначительное. С увеличением природного зерна прокаливаемость увеличивается и наоборот.

Прокаливаемость стали увеличивается также и с повышением температуры нагрева и скорости охлаждения.

Способность стали прокаливаться является важным критерием, определяющим ее свойства и применение.

Прокаливаемость определяют различными способами. Наиболее простой способ — это торцовая закалка. Из исследуемой стали изготовляют цилиндрический образец.

Этот образец нагревают в электрической печи с защитной атмосферой до температуры закалки и выдерживают при этой температуре около 30 мин. После этого образец быстро переносят в закалочную установку закрепляют в кронштейне и торец образца охлаждают сильной струей воды. Затем с двух противоположных сторон цилиндрической поверхности образца снимают шлифованием две лыски — продольные площадки глубиной 0,2-0,5 мм, и измеряют твердость от торца вдоль всей лыски через каждые 1,5 мм. Полученные данные используют для построения диаграммы прокаливаемости. По вертикальной оси откладывают значение твердости, а по горизонтальной — расстояние от охлажденного торца. Так как прокаливаемость зависит от химического состава стали, величины природного зерна и других факторов, то каждая марка стали имеет не одну, а две кривые: одну для верхнего, другую — для нижнего предела прокаливаемости. Эти кривые образуют так называемую полосу прокаливаемости для каждой марки стали.