Прокаливаемость – это глубина закалки стали после термообработки . Его не следует путать с твердостью , которая является мерой устойчивости образца к вмятинам или царапинам. [1] Это важное свойство для сварки , поскольку оно обратно пропорционально свариваемости , то есть легкости сваривания материала.
При закалке горячей стальной детали область, контактирующая с водой, немедленно охлаждается, и ее температура уравновешивается с температурой закалочной среды. Однако внутренняя глубина материала охлаждается не так быстро, а в больших заготовках скорость охлаждения может быть достаточно медленной, чтобы позволить аустениту полностью превратиться в структуру, отличную от мартенсита или бейнита . В результате получается заготовка, которая не имеет одинаковой кристаллической структуры по всей глубине; с более мягким ядром и более твердой «оболочкой». [2] Более мягкий сердечник представляет собой комбинацию феррита и цементита , например перлит .
Прокаливаемость ферросплавов , то есть сталей, зависит от содержания углерода и других легирующих элементов, а также от размера зерна аустенита. [1] Относительная важность различных легирующих элементов рассчитывается путем определения эквивалентного содержания углерода в материале.
Жидкость, используемая для закалки материала, влияет на скорость охлаждения из-за различной теплопроводности и удельной теплоемкости . Такие вещества, как рассол и вода, охлаждают сталь гораздо быстрее, чем масло или воздух. Если жидкость перемешивается, охлаждение происходит еще быстрее. Геометрия детали также влияет на скорость охлаждения: из двух образцов одинакового объема быстрее охладится тот, у которого площадь поверхности больше. [3]
Прокаливаемость ферросплава измеряется с помощью теста Джомини: круглый металлический стержень стандартного размера (указан на верхнем изображении) превращается в 100% аустенит посредством термообработки, а затем закаливается с одного конца водой комнатной температуры. Скорость охлаждения будет самой высокой на закаляемом конце и будет снижаться по мере увеличения расстояния от конца. После охлаждения на образце шлифуют плоскую поверхность и затем определяют прокаливаемость путем измерения твердости вдоль стержня. Чем дальше от закаленного конца распространяется твердость, тем выше прокаливаемость. Эта информация наносится на график прокаливаемости. [4] [5] [6]
Испытание Джомини на закалку конца было изобретено Уолтером Э. Джомини (1893-1976) и А. Л. Богехолдом [7] , металлургами из отдела исследовательских лабораторий корпорации General Motors , в 1937 году. За свою новаторскую работу в области термообработки Джомини был удостоен звания признан Американским обществом металлов (ASM) премией Альберта Совера за достижения в 1944 году. Джомини был президентом ASM в 1951 году.