373 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
373
Рис. 4
. Распределение микроструктур по толщине пластины из стали 20Г при ускоренном
охлаждении с коэффициентом теплоотдачи 4,5кВт/м
2
ºС.
Числа у кривых – расстояние от неохлаждаемой поверхности в мм.
Таким образом, задавая твердость стали на охлаждаемой и неохлаждаемой
поверхностях при одностороннем охлаждении можно по термокинетической диаграмме
распада аустенита определить распределение микроструктуры по толщине. По
распределению скорости охлаждения по толщине пластины можно выбрать значение
коэффициента теплоотдачи, обеспечивающий необходимое охлаждение.
При ускоренном охлаждения с коэффициентом теплоотдачи 4,5 кВт/ м
2
ºС на
охлаждаемой поверхности в течении первых пяти секунд скорость охлаждения уменьшается
от 100 до 30 ºС. Происходит образование феррита (полнота превращения составляет 2 - 10 %)
и бейнита (полнота превращения – до 30 %). На расстоянии 4 ∙ 10
–3
м от охлаждаемой
поверхности полнота ферритного превращения достигает 50 %, затем идут перлитное и
бейнитное превращения. Полнота бейнитного превращения снижается.
Уменьшение коэффициента теплоотдачи до 2,3 кВт/м
2
ºС приводит к возрастанию
доли феррита и уменьшения доли бейнита. В результате этого твердость снижается.
Выводы
На основании полученных результатов показано, что использование экономно
легированных сталей типа 14Г2 с односторонним ускоренным охлаждением позволяет
повысить твердость.
На ускоренно охлажденной поверхности на глубину 2 - 3 мм твердость составляла
(350 - 450) Н
V
, что соответствует твердости (35 - 45) HRC. Противоположная сторона
пластины имеет твердость 270Н
V
. Невысокий уровень твердости на глубине 4 - 5 мм от
неохлажденной поверхности позволяет приводить механическую обработку резанием.
Список литературы
1. Максимов А.Б. Термически армированный прокат из низколегированных сталей /
Вопросы материаловедения. 2010. – № 3. – С. 40-45.
200
300
400
500
600
700
800
900
t
,
C
2 3 4 5 10
, с
20
100
1
304050
0
5
7
8.5
10
14
А
П
А
Ф
А
Б
А
М