Испытание на прокаливаемость методом торцевого охлаждения / испытание по Жомини
Испытание по Жомини, которое также называют испытанием на прокаливаемость методом торцевого охлаждения или тестом Жомини, представляет собой нормативный метод по стандартам ISO 642 и ASTM A255 для определения прокаливаемости стали.
Прокаливаемость описывает способность стали повышать твердость поверхности или за счет образования мартенсита или промежуточной структуры вследствие закалки.
Подготовка образцов и процесс испытания Метод определения твердости в процессе испытания по Жомини Твердомеры по Жомини
Процесс испытания на прокаливаемость методом торцевого охлаждения по DIN EN ISO 642
Процесс испытания по DIN EN ISO 642 можно разделить на четыре этапа:
- Создание формы и подготовка образца
- Нагрев образца до регламентированной температуры в аустенитной зоне на определенный срок
- Резкое охлаждение образца на торце посредством водяной струи в заданных условиях
- Определение твердости в определенных точках в продольном направлении пришлифованной поверхности образца
1. Изготовление образцов
Сначала из круглого прутка следует изготовить образец диаметром 25 мм и длиной 100 мм. Торец, который не будет резко охлаждаться, должен обладать диаметром 30 - 32 мм или 25 мм, в зависимости от своей формы: фланец или канавка (см. график). Эти формы также помогают быстро осуществлять центровку и позиционирование образца для процесса прокаливания (резкого охлаждения).
Перед обработкой и резким охлаждением образца его следует стандартно закалить. Поверхность образца должна быть точно обточена, подлежащий закалке торец - тонко обработан. На торце не должно быть заусенцев.
2. Термообработка образца
После изготовления образца его следует в течение минимум 20 минут равномерно нагревать до регламентированной в стандарте температуры и затем от 30 до 35 минут выдерживать при определенной температуре. Цементация и декарбонизация образца должны быть как можно более короткими, также следует избегать окисления с образованием окалин.
3. Резкое охлаждение образца
Временное окно между извлечением образца из печи и началом резкого охлаждения не должно превышать пяти секунд. Для резкого охлаждения используется испытательное приспособление (см. график), ударообразно направляющее водяную струю на охлаждаемый торец образца. Расстояние между отверстием трубки подачи воды и охлаждаемым торцом образца составляет 12,5 мм с допуском ±0,5 мм. В течение всего процесса охлаждения, который длится минимум 10 минут, образец должен располагаться по центру над отверстием водяной трубки и быть защищенным от водяных брызг. После резкого охлаждения образец можно погрузить в холодную воду, чтобы достичь полного охлаждения.
4. Определение твердости образца
Для определения твердости образца Жомини по Роквеллу (HRC) две испытательные поверхности следует сместить на 180° и пришлифовать в продольном направлении (на глубину 0,4-0,5мм). Определение твердости по Роквеллу HRC при определенных условиях можно заменить на определение твердости по Виккерсу HV30.
Чтобы предотвратить размягчение образца в процессе тонкой шлифовки, образец погружают в 5-процентный раствор азотной кислоты. Почернение образца должно быть равномерным. Изменение цвета указывает на наличие мягких пятен, следует создать две новые испытательные поверхности согласно описанию выше.
На следующем этапе образец хорошо закрепляют, во время определения твердости он должен быть неподвижным. Первые восемь точек испытания HRC выполняются через определенные промежутки, исходя из торца: 1,5 – 3 – 7 – 9 – 11 – 13 – 15 мм. Затем точку испытания устанавливают через каждые 5 мм. Результаты определения твердости заносятся в диаграмму по длине образца. Так строится кривая твердости. На ее основании можно сравнивать прокаливаемость/закаливаемость стали, а также считывать глубину закалки.
Процесс определения твердости в процессе испытания по Жомини
Определение одной или двух пограничных кривых глубины твердости в процессе испытания по Жомини:
- нижняя пограничная кривая
- верхняя пограничная кривая
- верхняя и нижняя пограничная кривая
Фиксирование определенных точек на кривой твердости:
- верхняя пограничная точка
- нижняя пограничная точка
- верхняя и нижняя пограничная точка
На рисунке изображены кривые твердости образца Жомини с верхней и нижней пограничной кривой.
