127 / 142
Актуальные проблемы в машиностроении
. Том 4. № 1. 2017
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
127
Методика экспериментального исследования
Испытания проводили на наплавленных образцах из стали 45 диаметром 40мм лентой
толщиной 0,5 мм из стали 45 (режим электроконтактной наплавки:
I
=6кА,
Р
=1,25 кН,
t
имп
=0,04с).
Длина наплавленного образца 30 мм. Нагрев образцов проводили в установке ТВЧ до 900°С, а
охлаждение – на спокойном воздухе (19ºС) и в серебристом сыпучем графите
кристаллическом литейном ГЛ1 ГОСТ 5279-74. Количественный фазовый анализ и анализ
размеров зерна проводили с помощью специализированного программного обеспечения.
Результаты и обсуждение
Для исследованных условий охлаждения (на воздухе и в графите (рис.1)) характерны
четыре стадии: 1 – охлаждение с температуры аустенитизации до температуры начала
выделения феррита; 2 – охлаждение от температуры начала выделения феррита до начала
перлитного превращения; 3 – собственно перлитное превращение; 4 – охлаждение с
температуры завершения перлитного превращения до температуры 200 °С.
При меньших степенях переохлаждения, которые имеют место при охлаждении в
графите, снижаются потери тепла в окружающую среду, а поэтому создаются условия для
увеличения длительности превращения. Поскольку при нормализации в поверхностном слое
перлитное превращение протекает при более низкой температуре, чем в центральной части,
то структура в поверхностном слое должна быть мельче, а в центральной части крупнее. При
индукционном нагреве изделие будет прогреваться только на определенную глубину,
поэтому отвод тепла будет протекать еще интенсивнее и длительность превращения еще
более снизится. В случае охлаждения в сыпучем графите перлитное превращение начинается
при температуре на 30 °С выше, чем при охлаждении на воздухе, однако при этой же
температуре и завершается. Отсюда следует, что после завершения перлитного превращения
структура образцов после охлаждения в сыпучем графите более однородна.
Рис.1.
Изменение температуры наплавленных образцов
при различных условиях охлаждения после термообработки
В результате количественного металлографического анализа наплавленных образцов
было установлено, что охлаждение наплавленного образца после ТВЧ в сыпучем графите
обеспечило увеличение содержания избыточного феррита в среднем на 4,7% по сравнению с
охлаждением на воздухе. Таким образом, общая концентрация избыточного феррита в
наплавленном образце после ТВЧ и охлаждении в сыпучем серебристом графите составляет