Effetto di indurimento superficiale mediante riscaldamento ad induzione di alta frequenza

Indurimento superficiale in acciaio al carbonio mediante riscaldamento ad induzione ad alta frequenza (HFIH) produce un aumento considerevole nella sua resistenza alla corrosione [1, 2]. La grandezza di questo aumento dipende dalla profondità di indurimento di superficie, sulla forza del core di campione e altri fattori di cui l'influenza è stato studiato in questa inchiesta.

effetto di indurimento superficiale

Gli esemplari di 40Kh di indurimento superficiale in acciaio è stato fatto
da riscaldamento continuamente e progressivamente in un single-coil
induttore di un'induzione HF imposta LGPZ-60 (frequenza = 200-300 kc,
potenza nominale = 60 KW). Lo stato strutturale iniziale degli esemplari
variati: alcuni avevano una struttura pearlita-ferritica (prodotta da
ricottura) mentre alcuni consisteva in martensite, troostite o sotbite
(prodotto da tempra gli esemplari da 880 ~ bonifica
li per 2 ore a 180, 850 o 800 ~ rispettivamente). Il
profondità dello strato indurito in superficie era 0,8, 1,8 mm in martensitici
esemplari, 1,2 e 1,8 mm in campioni di
troostite e 1.4 e 1.8 mm nel caso di esemplari con un
sorbitic struttura. La profondità di indurimento superficiale era uniforme
in entrambe le direzioni radiali e assiali. Dopo l'indurimento, superficie
i campioni sono stati temperati (2 ore a 180 ~ e di terra a
una finitura di classe 8. La durezza dello strato di superficie indurita
era HRC = 55-57; la variazione di microdurezza con il
distanza dalla superficie del campione è mostrato in Fig. 1.
Prove di corrosione di sforzo sono state effettuate su campioni cilindrici
(diam. 20 mm) sollecitato in tensione in una soluzione 20% I12SO4
a temperatura ambiente.
I risultati hanno mostrato che la resistenza alla corrosione di
in acciaio con piastrelle iniziale struttura ferritico-pearlito è sostanzialmente più alto dopo indurimento di superficie dopo quenchhardening ordinaria
(Fig. 2, curve 1,4, 5, G).
Aumentando la profondità di cementazione di superficie da 0,8 a 2. mm 5 produce un aumento dight statico condizionale
limite di corrosione-fatica (stress-rapture). La profondità di indurimento di superficie ottima per l'acciaio con una struttura iniziale pearlita-ferritica è 1.8 mm. Un aumento maggiore del limite di corrosione-fatica statica condizionale è prodotto da indurimento superficiale dei campioni con un nucleo più duro (confronto con pearlito-ferritici). E così, indurimento superficiale di HFIH prodotto un aumento di 2,5-2,8 nel limite di corrosione-fatica statica condizionale di esemplari che inizialmente aveva un martensitici, troostitic o sorbitic struttura (vedi fig. 2), la profondità di superficie-indurimento ottima essendo 0,6, 1.2 e 1.4 mm, rispettivamente.
Anche se la resistenza alla corrosione dell'acciaio dopo indurimento superficiale è di solito superiore dopo quenchhardening ordinaria, quest'ultimo trattamento seguita da rinvenimento a 550 ~ C garantisce una maggiore resistenza per corrosione
(Fig...q). di conseguenza, il processo di indurimento superficiale di tlFItt può essere raccomandato come un mezzo per migliorare la corrosione
resistenza delle parti lavorando in condizioni che richiedono un'elevata durezza superficiale.
Dati tracciati per campioni con diverse strutture di superficie-indurito alla stessa profondità (fig. 3, curva 2) o a
tegola profondità ottimale per una data struttura (fig. 3, spettacoli di curva che in entrambi i casi il valore massimo del condizionale
limite di corrosione-fatica statica dopo indurimento superficie da ttFItt è stato registrato per l'acciaio con una struttura troostitic e il
più basso per i campioni con una struttura pearlito-ferritico.
Le differenze nella resistenza alla corrosione dell'acciaio dato un trattamento di indurimento di superficie sono associate a differenze nella struttura del materiale e la grandezza delle tensioni residue prodotte negli strati superficiali del metalli
(Fig. 4) ~ superficiale di indurimento da HFIH di esemplari con un iniziale pearlito-ferritie, strati di superficie di struttura martensitica o troostitic prodotto costituito da due zone (I, II) che possiedono diversi microdurezza (fig. 1) e la struttura.

Fig. 2. Curve stress-corrosione di acciaio 40Kh esemplari dopo la seguente
trattamenti termici: 1, 2, 18) ordinaria quench-tempra seguita da rinvenimento
a 180, 850 e 550 ~ rispettivamente; 3,4) indurimento superficiale in acciaio con
una struttura ferritica-pearlita da HFIH ad una profondità di 0,8 ram, curve 8 e 4
relative ai campioni con superficie uno e diverse crepe, rispettivamente; 5,
6) superficie tempra d'acciaio con una struttura ferritica-pearlita da HFIH ad un
profondità di 2,5 e 1,8 mm, rispettivamente; 7, 10) indurimento superficiale in acciaio
con un sorbitic della struttura per una profondità di 1,8 e 1,4 mm, rispettivamente; 8, 11)
indurimento superficiale in acciaio con una struttura martensitica a una profondità di 1,8 e
0,6 mm, rispettivamente; 9, 12) indurimento superficiale in acciaio con un troostitic
struttura ad una profondità di 1,2 e 1,8 mm, rispettivamente.

La microstruttura dello strato superficiale dell'acciaio con una struttura iniziale pearlita-ferritica è caratterizzato dopo la superficie
indurimento di una struttura martensitica altamente dispersa e un alto microdurezza (fig. 1, curve di 1, 5); una certa riduzione
microdurezza osservato nella zona II è attribuibile a una maggiore dimensione del grano.
Nel caso di campioni con una struttura iniziale troostitic, indurimento superficiale ha portato alla formazione di strati superficiali
consistente della martensite aciculare con un contenuto maggiore troostite e avendo, di conseguenza, una leggermente inferiore microhardness
(Fig. 1, curva 4, zona I); questa zona cambia gradualmente a martensite finemente disperse con una maggiore microdurezza
(Fig. 1, curva 4, zona II).
Indurimento della superficie dei campioni con un'iniziale struttura martensitica produce strati superficiali che consistono di finemente
martensite dispersi cambiando a una più grossolanamente cristallina martensite con regioni troostite piccolo; la microdurezza massima
è osservato nella zona I (fig. 1, curva 2).
* La determinazione di tensioni residue assiale è stato fatto misurando la deformazione degli esemplari da cui successivi
strati superficiali sono stati rimossi da dissoluzione [3].

Fig. 4. Distribuzione delle tensioni residue dopo indurimento superficiale di HFIH di
esemplari in acciaio con una struttura di pearlito-ferritie ad una profondità di 0,8 e 1,8
mm (curve 1 e 4, rispettivamente), con una struttura di sorbitic ad una profondità di
l. 4 mm (curva 2) e con una struttura martensitica a una profondità di 0,6 mm
(curva 8).
E così, HFIH rapida durante l'indurimento superficiale dei campioni in acciaio con diverse strutture iniziali conduce in ogni caso
per un raffinamento della struttura di cristallo e ad un aumento della microdurezza. Come risultato, le tensioni residue di compressione
sono prodotte in metalli strati superficiali; loro misura e distribuzione dipendono la profondità della superficie di tempra, riscaldamento e raffreddamento, cambia i volumi specifici metalli e altri fattori.

Fig. 8. L'aspetto delle superfici di frattura di specmens superficie indurita
di 40Kh in acciaio con le seguenti strutture iniziali: a, b) pearlitoferritic;
c) troostitic; d) martensitici.
Quando indurito in superficie campioni di acciaio con una struttura iniziale pearlita-ferritica sono testata, alla corrosione
numerose fessure strettamente trova si formano sulla loro superficie; a causa dell'effetto self-relieving [5] producono queste crepe
una riduzione minore del limite di corrosione-fatica statica condizionale rispetto a quello prodotto da una singola crepa * (fig. 2,
Curve 8, 4).
La superficie di frattura di questi esemplari è chiaramente diviso in due zone: una zona della propagazione di una corrosione
crepa attraverso lo strato indurito in superficie e la zona di frattura ultima nel nucleo del campione (fig. 8a). Nell'isolato
casi una frattura fragile ha preso posto in seguito a propagazione simultanea di diverse crepe, a seguito della quale un steplike
superficie di frattura è stata prodotta (fig. 5b).
Nel caso di campioni superficie indurita con iniziali sorbitic, troostitic (fig. 5c) e martensitie (fig. 8 d) delle strutture,
la frattura si è svolta lungo il percorso della prima fessura formata; esame metallografico ha rivelato nessun altro
crepe in esemplari di questo tipo.
* La formazione di una singola crepa è stata assicurata dalla pittura la porzione del manometro campione con una vernice di bachelite e
quindi facendo un'incisione circolare nel rivestimento di vernice per esporre una banda molto stretta della superficie del campione.

RIFERIMENTI
1. V.T. Stepurenko, indagine della corrosione e resistenza alla corrosione dell'acciaio St 45 [in russo],
Izd. UN URSS, vov, 1958.
2. II Vasilenko et al., FKhMM [scienza dei materiali Sovietica], no 2, 227, 1966.
3. C.V. Karpenko e B.F. Ryabov, et aL., FKhMM [scienza dei materiali Sovietica], no io, 1966.
4. G.V. Karpenko, resistenza dell'acciaio nei mezzi corrosivi [in russo], Mashgiz, 1963.
20 Settembre 1967, Istituto di fisica e meccanica, AS UkrSSR, vov

Tags: Effect of surface hardening by high frequency induction heating