Как различные элементы из стали влияют на индукционная закалка стали?

(1) Углерод (C) Углерод определяет твердость, которая может быть достигнута после закалки. Содержание углерода высокое и твердость при закалке высока, но трещины гасить легко. Обычно w (C) выбирается от 0.30% до 0.50%, а значение твердости, полученное таким образом, составляет примерно от 50 до 60HRC. Верхний предел значения твердости ограничен содержанием углерода. Практика показала, что это содержание углерода составляет около 0.50%. Иногда используется более высокое содержание углерода. Например, валки изготавливаются из стали с содержанием w (C) 0.80%, w (Cr) 1.8% и w (Mo) 0.25%. Углеродистая сталь, не содержащая легирующих элементов, требует высокой скорости охлаждения, поэтому она сильно деформируется, имеет высокую тенденцию к растрескиванию и плохую закаливаемость.

2) Кремний (Si) Помимо улучшения прочности и прокаливаемости, кремний в стали также может удалять газ из стали во время выплавки стали и оказывать седативное действие.

(3) Марганец (Mn) Марганец в стали улучшает закаливаемость стали и снижает критическую скорость охлаждения. При нагревании марганец образует твердый раствор в феррите, который может повысить прочность стали. Марганцовистая сталь обычно используется, когда глубина закаленного слоя превышает 4 мм. Поскольку это снижает критическую скорость охлаждения, однородная закалочная твердость может быть получена в условиях, когда характеристики охлаждения нестабильны.

(4) Хром (Cr). Поскольку хром в стали может образовывать карбиды, необходимо повышать температуру нагрева и увеличивать время нагрева, что неблагоприятно для индукционной закалки. Но хром улучшает закаливаемость стали (аналогично марганцу), а хромистая сталь имеет более высокие механические свойства в закаленном и отпущенном состоянии. Поэтому 40Cr и 45Cr часто используются при производстве зубчатых колес для тяжелых условий эксплуатации и шлицевых валов. M (Cr) в стали с индукционной закалкой обычно составляет не более 1.5%, а максимальное значение – не более 2%. При особых обстоятельствах индукционная закалка также может выполняться, когда w (Cr) меньше 17%, но требуется очень высокая температура нагрева, а температура нагрева ниже 1200T. В это время карбиды быстро растворятся, прежде чем их можно будет полностью закалить.

(5) Алюминий (Мо) Алюминий в стали может улучшить прокаливаемость, а содержание молибдена в стали очень мало.

(6) Сера (S) Сера в стали образует сульфид. Испытания показали, что при уменьшении содержания серы улучшаются удлинение и уменьшение площади, а также увеличивается значение ударной вязкости.

(7) Фосфор (P) Фосфор в стали не образует фосфид, но легко вызывает серьезную сегрегацию, поэтому он является вредным элементом.