Закаляемость стали: глубина упрочнения после термообработки. Важный фактор для сварки – чем выше закаляемость, тем сложнее сварить. Различия с твердостью.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Глубина закалки металла после термической обработки.
Depth to which a metal is hardened after being submitted to a thermal treatment
Закаливаемость – это глубина, на которую сталь закаливается после проведения термообработки. Её не следует путать с твердостью, которая является мерой сопротивления материала вдавливанию или царапанию. Это важное свойство при сварке, поскольку оно обратно пропорционально свариваемости, то есть легкости сварки материала.
Hardenability is the depth to which a steel is hardened after putting it through a heat treatment process. It should not be confused with hardness, which is a measure of a sample's resistance to indentation or scratching. It is an important property for welding, since it is inversely proportional to weldability, that is, the ease of welding a material.
Процесс
Когда горячая стальная заготовка закаливается, область, контактирующая с водой, немедленно охлаждается, и её температура выравнивается с температурой закалочной среды. Однако внутренние слои материала не охлаждаются так быстро, и в крупных заготовках скорость охлаждения может быть достаточно низкой, чтобы аустенит полностью превратился в структуру, отличную от мартенсита или бейнита. Это приводит к тому, что заготовка не имеет одинаковой кристаллической структуры по всей глубине: с более мягким сердечником и более твердой поверхностью ("оболочкой"). Мягкий сердечник представляет собой некоторую комбинацию феррита и цементита, например, перлита. Закаляемость черных сплавов, то есть сталей, является функцией содержания углерода и других легирующих элементов, а также размера зерна аустенита.
When a hot steel work piece is quenched, the area in contact with the water immediately cools and its temperature equilibrates with the quenching medium. The inner depths of the material however, do not cool so rapidly, and in work pieces that are large, the cooling rate may be slow enough to allow the austenite to transform fully into a structure other than martensite or bainite. This results in a work piece that does not have the same crystal structure throughout its entire depth; with a softer core and harder "shell". The softer core is some combination of ferrite and cementite, such as pearlite. The hardenability of ferrous alloys, i. e. steels, is a function of the carbon content and other alloying elements and the grain size of the austenite.
Испытания
Твердость железосодержащего сплава определяется с помощью испытания по Джомини: круглый металлический стержень стандартного размера (указан на верхнем изображении) превращается в 100% аустенит посредством термической обработки, после чего один конец быстро охлаждается водой комнатной температуры. Скорость охлаждения будет максимальной на охлаждаемом конце и уменьшаться по мере удаления от него. После охлаждения на образце шлифуется плоская поверхность, а затем измеряется твердость по всей длине стержня для определения его закаливаемости. Чем дальше от охлаждаемого конца распространяется твердость, тем выше закаливаемость. Эти данные наносятся на график закаливаемости. Испытание на быстрое охлаждение конца по Джомини было изобретено Уолтером Э. Джомини (1893–1976) и А. Л. Богехольдом, металлургами из отдела исследовательских лабораторий General Motors Corp., в 1937 году. За новаторские работы в области термической обработки Джомини был удостоен награды Альберта Саувера от Американского общества металлургов (ASM) в 1944 году. В 1951 году Джомини был президентом ASM.
The hardenability of a ferrous alloy is measured by a Jominy test: a round metal bar of standard size (indicated in the top image) is transformed to 100% austenite through heat treatment, and is then quenched on one end with room temperature water. The cooling rate will be highest at the end being quenched, and will decrease as distance from the end increases. Subsequent to cooling a flat surface is ground on the test piece and the hardenability is then found by measuring the hardness along the bar. The farther away from the quenched end that the hardness extends, the higher the hardenability. This information is plotted on a hardenability graph. The Jominy end quench test was invented by Walter E. Jominy (1893 1976) and A. L. Boegehold, metallurgists in the Research Laboratories Division of General Motors Corp., in 1937. For his pioneering work in heat treating, Jominy was recognized by the American Society for Metals (ASM) with its Albert Sauveur Achievement Award in 1944. Jominy served as president of ASM in 1951.