Прокаливаемость и износостойкость белого чугуна

Однако даже такие количества легирующих элементов не позволяют получать необходимые структуры в отливках с большими сечениями ввиду медленного охлаждения их в форме. В структуре отливок из чугуна с 15 % Сr—Мо (клаймэкс аллой-42) сечением выше 40 мм после медленного охлаждения в форме содержится значительное количество перлита или троостосорбита, а этот же чугун, закаленный на воздухе, не имеет продуктов перлитного распада в деталях толщиной до 180 мм. 

Детали из белых чугунов толщиной свыше 20—40 мм нельзя закаливать в воде или масле, так как это приводит к образованию в деталях закалочных трещин из-за низких теплопроводности и пластичности этих сплавов. Осуществить при закалке полное подавление перлитного и промежуточного превращений при сравнительно медленном охлаждении на воздухе можно лишь при высокой прокаливаемости чугуна — низкой критической скорости закалки.

Для износостойких легированных чугунов недостаточная прокаливаемость какого-либо сечения означает и недостаточно высокую твердость и на поверхности, и в сердцевине детали. При недостаточной прокаливаемости нельзя обеспечить необходимую структуру металлической основы чугуна в деталях, а следовательно, и высокую износостойкость. Поэтому прокаливаемость износостойких чугунов необходимо рассматривать как одно из основных свойств, определяющих износостойкость деталей.

Прокаливаемость сплава — важное технологическое свойство, так как определяет возможность получения мартенситной структуры основы при охлаждении деталей на воздухе (в процессе закалки) в стопе без раскладывания их раздельно на полу. 
Применение закалки позволяет получать мартенситно-аустенитную структуру при меньшем легировании чугунов.

Прокаливаемость глубокопрокаливающихся сталей можно определить тепловым моделированием. Была проверена возможность использования этого метода для высокохромистых белых чугунов. Плиты 300x300x75, 400x400x100 мм и образцы 20x20x75, 20x20x100 мм вместе нагревали в печи и после выдержки при температуре закалки их охлаждали на воздухе и записывали кривые охлаждения. Почти полное совпадение режимов охлаждения плиты и образца подтверждает возможность использования метода теплового моделирования для легированных чугунов. За меру прокаливаемости была принята максимальная толщина плоской плиты (толщина, ширина и длина которых относятся как 1:4:4), в структуре которой при охлаждении на спокойном воздухе содержится не более 10% продуктов перлитного распада аустенита, а твердость плиты не ниже НКС 60.
В дальнейшем метод определения прокаливаемости сплавов был усовершенствован.

Образцы для определения прокаливаемости помещали в малоинерционную лабораторную термопечь, нагревали эти образцы до температуры закалки, а затем охлаждали в этой печи по режиму охлаждения на воздухе плиты соответствующей толщины. Для регулирования температуры в печи использовали электронный потенциометр ЭПЛ-107. Программное управление печью с образцами осуществляли этим прибором с помощью лекала, профиль которого соответствовал температурному режиму закалки на воздухе — нагреву, выдержке, охлаждению.