Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 7. № 1-2. 2020 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 117 Для практики термической обработки важно решение вопроса о применении охлаждающей среды при закалке. Чугун с ледебуритной структурой, как и быстрорежущая сталь, имеет низкую теплопроводность. Естественно, что при охлаждении БНЧ с высоких температур возможно образование закалочных трещин. В табл. 3 приведены результаты исследования твердости и склонности к трещинообразованию токарных резцов после закалки с 900 °С (τ=1 ч) в различных средах. Установлено, что резцы из БНЧ даже при охлаждении на воздухе твердеют. Твердость после закалки на воздухе увеличивается с 50 HRC до 54–55 HRC. Почти такую же твердость быстрорежущая сталь имеет после нагрева в соляной ванне и охлаждении через воду в масло. Охлаждение в холодной воде с 900°С при той же выдержке 1 ч повышает твердость до 60–69 HRC, но появляются закалочные трещины. Установлено, что резцы из БНЧ приобретают высокую твердость (64–66 HRC) при охлаждении с 900 °С в подогретое трансформаторное масло, причем без образования закалочных трещин (табл. 3). Закалка в кипящий 1,5 %-ный водный раствор CH 3 COOH также дает высокую твердость без образования трещин. Таким образом, во избежание образования закалочных трещин необходимо проводить закалку БНЧ в горячую воду или в подогретое масло. Таблица 3 Влияние закалочной среды на твердость токарных резцов из доменного чугуна без выделений графита (T зак = 900 °С, τ = 1 ч) Среда охлаждения Твердость HRC Наличие трещин Литой, без т/о 50 – Воздух 54–55 нет Холодная вода 66–69 есть Кипящая вода 64–66 нет Кипящий 1,5 %-ный водный раствор CH 3 COOH 64–66 нет Трансформаторное масло (80-100 °С) 64–66 нет Повышение температуры термической обработки показало, что нагрев при 1000 °С даже в виде термоциклической обработки с короткой выдержкой 20 мин стабильно снижает твердость закаленных резцов до 61–63 HRC вместо получаемых при закалке с 900 °С 64–66 HRC. Основной опасностью нагревов под закалку выше 900 °С является разложение цементита с соответствующим образованием графита. На рис. 2 хорошо видно, что циклирование с нагревом до 1000 °С в наибольшей мере увеличивает объемную долю сильно травящихся темных участков, в результате уменьшается объемная доля цементита и снижается твердость БНЧ.