Способ оценки прокаливаемости сталей

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для определения способности сталей воспринимать закалку. Целью изобретения является повышение точности способа с одновременным учетом эффектов самоотпуска. Стальной образец подвергают торцовой закалке, после чего на нем сошлифовывают по длине восемь попарно параллельных площадок, на каждом уровне из которых проводят измерение твердости, рассчитывают среднее значение твердости и выборочную дисперсию для каждого уровня, а прокаливаемость определяют как расстояние от торца образца до его уровня, имеющего максимальное значение выборочной дисперсии. Применение способа позволяет значительно повысить точность при определении прокаливаемости сталей с одновременным учетом самоотпуска. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю С 21 D 1/55

ГОСУДАРСТВЕН-1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н — и

$2=Х Híã 0 п — 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4709107/02 (22) 22.06.89 (46) 23.08.91. Бюл. N. 31 (71) Тульский городской центр научно-технического творчества молодежи "Паритет" (72) С.И.Архангельский, Ю.Б.Бердичевский, Е.С.Мирошник и И.В.Тихонова (53) 669.14:620.179.3 (088.8) (56) Сталь, Метод испытания на прокаливаемость. ГОСТ 5657-69. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОКАЛИВАЕMОСТИ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для определения способности сталей воспринимать закалку.

Целью изобретения является повышение

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для определения способности сталей воспринимать закалку.

Целью изобретен.1я является повышение точности способа с одновременным учетом эффектов самоотпуска, В способе определения прокаливаемости по Джомини, образец снабжают 4-8 попарно параллельными площадками, на каждой иэ которых производят измерения твердости, затем рассчитывают среднее значение твердости и его выборочную дисперсию на каждом уровне измерений, после чего строят кривую зависимости выборочной дисперсии от расстояния до торца образца.

Прокаливаемость стали оценивают как расстояние от закаленного торца образца до координаты максимального значения дисперсии. При этом абсолютное значение

„„SU ÄÄ 1671709 А1 точности способа с одновременным учетом эффектов самоотпуска. Стальной образец подвергают торцовой закалке, после чего на нем сошлифовывают по длине восемь попарно параллельных площадок, на каждом уровне иэ которых проводят измерение твердости, рассчитывают среднее значение твердости и выборочную дисперсию для каждого уровня, а прокаливаемость определяют как расстояние от торца образца до его уровня, имеющего максимальное значение выборочной дисперсии. Применение способа позволяет значительно повысить точность при определении прокаливаемости сталей с одновременным учетом самоотпуска. 2 ил., 1 табл. твердости полумартенситной зоны, зависящее от химического состава стали и явлений самоотпуска, в предлагаемом способе не используется. Физическое обоснование предлагаемого способа заключается в следующем.

Если предположить, что при параллельных измерениях твердости систематические и случайные погрешности собственно процесса измерения отсутствуют, то при гомогенной и иэотроп ной структуре объекта, твердость которого измеряется, дисперсия твердости из-за малости разниц единичных значений твердости Hi и среднего значения H близка к нулю, т.е.

В случае реальных структурно неоднородных материалов, выборочная дисперсия твердости имеет конечное, но достаточно

1671709

10 образца

45 малое значение и обуславливается имеющимися флуктуациями структуры, S двухфазной структуре с разными свойствами фаз дисперсия твердости зависит от соотношения фаэ в структуре. Причем, если количество фазы А в структуре в каком-либо направлении изменяется от 0 до 100 ((фазы В от 100 до 07(» соответственно), то дисперсия твердости в общем случае изменяется в том же направлении по кривой с максимумом. Максимальное значение дисперсии соответствует той области, в которой соотношение фаз (или структурных составляющих) равно 1:1. В этом случае сумма квадратов отклонений тем больше, чем больше разница между Й и Hi! В случае торцовой закалки зто соответствует полумартенситной структуре (50 мартенсита и

50;(, структурных составляющих, образовавшихся не по мартенситному механизму и имеющих отличную от мартенсита твердость), Таким образом, эа прокаливаемость конструкционных и легированных сталей в случае использования метода Джомини предлагается принимать расстояние от торца образца до полумартенситного слоя, определенное по положению максимума дисперсии твердости на зависимости S

2 расстояние от охлаждаемого торца.

На фиг,1 представлены характерные зависимости среднего значения твердости и выборочной дисперсии от расстояния до торца образца для стали 40; на фиг,2 — то же, для стали 4ОХ.

Предлагаемый способ определения прокаливаемости сталей реализуют следующим образом.

Прокаливэемость определяют на образцах диаметром 25 мм и длиной 100 мм, имеющих с одной стороны заплечик, на которых после торцовой закалки выполнены восемь попарно параллельных площадок для измерения. Затем на каждой из площадок производят измерение значений твердости, после чего проводят статистическую обработку полученных данных с определением средних значений твердости и выборочной дисперсии. Данные приведены в таблице.

Расстояние до полумартенситной эоны для стали 40 (фиг.1), определенное стандартным методом, равно 8 мм, а по предлагае.мому способу — 9 мм, что более точно отражает физическое состояние материала

Пример осуществления способа на образце из стали 40Х (фиг.2) демонстрирует еще большие расхождения традиционного метода с предлагаемым, что определяет необходимость использования предлагаемого способа при определении прокаливаемости легированных сталей.

Применение предлагаемого способа определения прокэливаемости сталей позволяет существенно повысить точность метода, обойтись беэ трудоемкого химического анализа, учесть эффекты самоотпуска, что дает возможность более точного расчета параметров конструкций.

Формула изобретения

Способ оценки прокаливаемости сталей, включающий торцовую закалку образца, шлифовку диаметрально противоположных площадок по всей длине образца, измерение твердости каждого уровня площадок и оценку прокаливаемости как расстояния от охлаждэемого торца до уровня с полумартенситной структурой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности способа с учетом эффекта самоотпуска, сошлифовывают от 4 до 8 площадок. после измерения твердости рассчитывают ее среднее значение и выборочную дисперсию значений твердости для каждого уровня площадок, а прокаливаемость оценивают как расстояние до уровня, имеющего максимальное значение выборочной дисперсии.,2

Ю нес

50

60

1,5

3,0

4,5

6,0

7 5

9,0

10,5

12,0

13,5

15,0

16,5

18,0

19,5

21,0

22,5

24,0

27,0

30,0

33,0

36,0

39,0

42,0

45,0

48,0

51,0

59,7

58,5

56,8

56,2

46,4

41,8

35,6

33,5

32,1

31,2

30„5

30,2

29,8

2 1, 5

27,4

26,5

27,6

26,5

26,7

26,1

26,1

25,2

23,0

22,3

20,2

1671709

0,22

0,71

1,16

9,35

40, 10

49,26

45,24

17,47

10, 15

7,77

5,16

5,54

5,54

7,53

5,07

3,42

0,96

0,38

0,55

1,57

3,61

3,88

4,82

3 50

2,34

ЗО

Фиг 7

55,0

55,4

54,25

53,5

53,7

51,2

50,3

48,0

44,7

42,8

38,4

36,8

34,4

35 0

32,7

31,2

31,2

30,7

29,3

28,3

29,1

29,0

30,1

29,7

29,6

1; Nlf

0,34

1,99

2,77

2,39

2,33

3, 13

5,32

6,21

4,83

4,07

3,61

4,06

2,54

1,27

0,67

1,08

1,42

2,41

2,04

2,00

0,98

0,90

0,90

1,54

0,76

1671709

HRC

Соста вител ь M. Шел а гуров

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор ИнДербак

Заказ 2804 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издатеавскии комбинат "Патент", г. Ужгород, уа.Гагарина, 10!