Прокаливаемость - важная характеристика стали

Наилучшей по прокаливаемости будет та сталь, у которой аустенит обладает малой скоростью распада как в перлитной, так и в промежуточной областях. Начальная температура мартенситного превращения должна быть довольно высокой. Кроме того, при охлаждении в перлитной области следует избегать выпадения избыточного феррита, снижающего твердость и предел усталости стали. Включения феррита снижают ударную вязкость после отпуска и создают концентрацию напряжений в изделиях.
 

Известно, что прокаливаемость определяется расстоянием от поверхности закаленной детали до слоя с полумартенситной структурой (50% мартенсита и 50% троостита). Твердость такой полумартенситной зоны зависит в основном от содержания углерода. «Критический» диаметр при закалке находится из условия наличия в сердцевине заготовки полумартенситной структуры. Однако наилучшие свойства можно достигнуть при наличии в структуре 100% мартенсита, что практически получить довольно трудно.

Сквозная прокаливаемость нужна для изделий, работающих на растяжение, а также испытывающих значительные упругие деформации. Предположено определять прокаливаемость по глубине слоя закаленности со структурой 90% мартенсита и 10% троостита закалки или 95% мартенсита. В последнем случае разность между «полумартенситным» и «мартенситным» диаметрами возрастает с увеличением размера изделия. Однако закаленный слой, содержащий 90—95% мартенсита, можно получить лишь в изделиях небольшого сечения. Поэтому с учетом распределения напряжений изгиба и кручения по сечению деталей предложено условие, при котором глубина слоя с содержанием 90% мартенсита должна находиться на расстоянии около радиуса от поверхности.

Был приведен метод определения прокаливаемости для улучшаемых конструкционных сталей по виду излома ударных образцов после закалки и высокого отпуска, исключающего появление отпускной хрупкости. Критическим сечением считается максимальная толщина изделия с полностью волокнистым изломом. Недостатком этого способа является то, что в сложнолегированных сталях определение процента волокнистой составляющей представляет значительные трудности и не всегда дает точные результаты.