Zboljšanje žilavosti jekel s kaljenjem v vroči kopeli UDK 620.178.746.22:621.785 ASM/SLA: Q6n, 2-64, J26p, TSb, Ay Franc Uranc Kaljenje avstenitiziranih jeklenih izdelkov v vroči kopeli imenujemo tudi austempering ali martempering glede na temperaturo kopeli, oz. pretvorbe. Če pretvorimo avstenit v bainit, govorimo o austemperingu, če pa poteka izotermna pretvorba v martenzitnem območju temperatur, imamo opravka z martemperingom. Temperatura kopeli naj bo med kaljenjem stalna, izdelki naj bodo zadosti tenki, da se pretvorba čimbolj približa izotermni. K postopku martemperinga spada tudi popuščanje. Precej jekel dobi z martemperingom ali aus-temperingom — katera tu zaradi preprostosti imenujemo kar izotermno kaljenje — veliko boljše lastnosti kot s poboljšanjem. Tu predstavljamo nekaj jekel, katerim se more s takšno obdelavo bistveno zboljšati žilavost, obenem pa opišemo tudi jekla, katerim se že z razmeroma majhnim povečanjem žilavosti zelo poveča uporabnost. Franc Uranc, raziskovalec za konstrukcijska jekla in mehanske preiskave v železarni Ravne UVOD Z izotermnim kaljenjem v območju bainitne premene zboljšamo jeklenim izdelkom žilavost, ne da bi bila trdnost manjša kot po navadnem kalje-nju in popuščanju. Ni vsako jeklo primerno za izotermno kaljenje v bainit: bodisi da nastopi premena prekmalu (in ne more biti izotermna), bodisi da je prepočasna (ne steče do konca). Nekatera jekla za vzmeti dobijo po izotermnem kaljenju prav dobre lastnosti; podobno jekla za rudarska, gradbeniška in lesnopredelovalna orodja. Celo turbinske lopatice se splača izotermno kaliti, svetujejo pa takšno kaljenje tudi pri valjčnih ležajih. Podobne ugodne efekte daje tudi izotermno kaljenje v martenzit. Naši poskusi Od naših jekel za vzmeti smo izotermno kalili Č 4830-VCV 150 in C 2332-65 Si 7. Prvo jeklo smo Tabela 1: Smerna kemična sestava in premenske točke preizkušanih jekel Jeklo C Smerna kemijska sestava (%) Si Mn Cr V w Ac3 °C Ta °c Tb °C tB s M. °C Č 4830 VCV 150 0,5 0,3 1 1 0,1 — 770 880 1050 470 480 500 700 290 300 Č23332 65 Si 7 0,65 1,7 0,85 — — — 790 255 Č 6444 Osikro 4 0,6 0,6 0,3 1 0,1 2 830 830 880 880 430 380 OO 130 300 300 Č 4150 OCR 12 2 0,3 0,3 12 — — 830 825 950 950 400 320 oo >105 270 205 Č 4650 2,1 OCR 12 sp. 0,3 0,3 12 — 0,7 825 950 300 >105 180 Č 4172 Prokron 3 0,2 0,4 0,4 13 — — 830 — — — 300 č 4146 OCR 4 ex. 1 0,2 0,3 1,5 — — 790 790 860 1050 470 450 400 4000 250 140 Ta — avstenitizacijska temperatura, °C tB — čas 100 % pretvorbe pri temperaturi TB po Tr — temperatura ob nosu krivulje izotermne ohladitvi z navedene avstenitizacijske temperatu-premene v bainit, °C re, s 65 Si7(Č.2332) Avstenitizacija 850°C/20 min. 40 - ^-Z-VttffC " Čas v kopeli (min) • 8 x 12 16 |20-J,o- 3" -255°C- ■ 60 Q 55 J 50 | V4S* 160 200 240 280 320 360 3 Temperatura izotermnega kaljenja (°C) Slika 2 Žilavost in trdota jekla C.2332-65 Si 7 po izotermnem ka-Ijenju v kopeli s temperaturo blizu Ms točke. Fig. 2 Toughness and hardness of Č.2332-65 Si 7 steel after aus-tempering in the bath vvith the temperature close to the Ms point Slika 1 Žilavost in trdota jekla Č.4830-VCV 150, kaljenega po avstenitizaciji jna 850 "C v solni kopeli. Ob krivuljah sta zapisana čas držanja v hladilni kopeli in dosežena trdota v enotah HRC. Fig. 1 Toughness and hardness of C.4830-VCV 150 steel austempe-rel in salt bath after the austenitization at 850 "C. Figures vvith curves represent holding times (irt the bath) and achieved hardness values in HRC izotermno kalili v solnih kopelih s temperaturo od 180 °C do 360°C. Časi zadrževanja na temperaturi kaljenja so bili 4, 7, 10, 15, 30 aH 60 minut. Slika 1 kaže dosežene trdote in žilavosti. Če želimo trdoto nad 51 HRC, se nam splača izotermno kaliti (po avstenitizaciji na 850 °C) pri temperaturah med 200 °C in 260 °C. Žilavost (DVM zareza) jekla Č 4830-VCV 150 bo po takem kaljenju med 26 in 33 J, če jeklo zadržujemo 15 minut v kopeli. Če kalimo dlje časa (60 minut), so možne žilavosti komaj 21 J. Z enako trdoto (nad 51 HRC) je žilavost poboljšanih preizkušancev manj kot 16 J. Drugo jeklo (Č 2332-65 Si 6) smo enako avsteni-tizirali, prenesli v kopel za ikaljenje in zadrževali v njej 8, 12 ali 16 minut pri stalni temperaturi, ki je avtomatsko nadzorovana s termoelementom. Kopel smo stalno mešali. Slika 2 kaže, da dosežemo pri trdoti nad 51 HRC žilavost (DVM) od 10 ;do 26 J. Očitno so časi pod 16 minut prekratki za doseganje dobre žilavosti. Ugodna temperatura je strožje omejena kot pri jeklu Č 4830-VCV 150. Primerna je le temperatura 280 °C (od teh preizkusnih), nikakor pa ne pod 250 °C, saj s kaljenjem pri teh nižjil tem- peraturah doseže jeklo manj kot 5 J, čeprav ni trše od 56 HRC. Žilavost jekla Č 4830-VCV 150 se s pravilno izbiro pogojev izotermnega kaljenja za doseganje prave trdote dvigne za najmanj 60 % glede na žilavost poboljšanega jekla. Ker jeklo č 2332-65 Si 7 dosega podobne žilavosti — z ožje omejeno temperaturo izotermnega držanja — je verjetno tudi dvig žilavosti lahko podoben (z daljšimi časi držanja v kopeli). Jeklo Č 4830-VCV 150 pa uporabljamo tudi za izdelavo krmilnih delov pnevmatskih kladiv. Ti deli naj bodo trši od 43,5 HRC ali trši od 47 HRC. Če jih poboljšamo na ustrezno trdoto, pokažejo žilavost 20 J ali manj. Če pa te izdelke izotermno kalimo, imamo veliko manj neenakomernosti trdote, žilavost je celo 35 J (po 15 do 30-minutnem zadrževanju pri temperaturi 310 °C), kar je skoraj 100 °/o zvišanje proti poboljšanemu jeklu z enako trdoto. Tudi orodja iz jekel za hladno delo moremo znatno izboljšati, če jih izotermno kalimo. Navajajo 100 % zvečanje žilavosti jekel, podobnih našemu Č 6444-Osikro 4, to je, jeklu orodij, obremenjenih z udarci (1). Ugotovili smo, da 15-minutno izotermno kalje-nje pri 250—300 °C dvigne žilavost na 25—32 J in trdoto nad 55 HRC, medtem ko z navadnim kaljenjem in sledečim popuščanjem dobimo žilavost preizkušancev 15 J. Torej z izotermno obdelavo izboljšamo žilavost za okoli 100 °/o (si. 3). Izotermno kaljenje jekel Č4150-OCR12 in Č 4650-OCR 12 special je dalo manj spodbudne rezultate. Žilavost se je znatno dvignila šele, če smo kalili v kopeli pri 300 °C (si. 4, 5). Ob trdoti 61 HRC sta bili žilavosti (preizkušancev z radialno zarezo r = 10 mm globine 1 mm) 15 J, oz. 12 J, kar je le malo nad 12 J, oz. 8 J, kolikor znaša žilavost navadno kaljenih preizkušancev, popuščenih na 200 °C. Kvečjemu jeklo Č 4650-OCR 12 special bi se splačalo, zavoljo 40 % dviga žilavosti, kaliti izotermno. Seveda pa se lahko splača izotermno kaljenje orodij tudi tedaj, ko 4SHRC 53 HRC ,30min 60min 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Temperatura kopeli za izotermno kaljenje (°C)-— —• 860° /30 min. x—x 85CP/ 30 min. 60 C6444 (Osikroi) ČM32 (VCNMo200) Č.4I72 !Prckron3) Č.4830 (VCV150) 10 160 200 240 280 Ms 320340 360 Temperatura izotermnega kaljenja (°C) • Izotermno kaljeno X Izotermno kaljeno * popuičeno pri 200°C Slika 3 Žilavost in trdota jekel po kaljenju v vroči kopeli in po dvakratnem popuščanju na 200 °C. Fig. 3 Toughness and hardness of steel after austempering and double tempering at 200 °C želimo več varnosti pri kaljenju ali doseganje bolj enakomernih trdot, kot je možno pri navadnem kaljenju v olju. V lesni industriji rabijo med drugim tudi strojne dele iz jekla Č 4172-Prokron 3. Nekaj vzorcev tega jekla smo izotermno kalili z avstenitizacijske temperature 1030 °C. Žilavostni preizkusi kažejo, da moramo zadrževati preizkušance iz tega jekla več kot pol ure pri izbrani temperaturi izotermnega kaljenja, da bodo čimbolj žilavi. Le pri temperaturah 220 in 340 °C je dosežena največja žilavost preizkušancev že po 30-minutnem zadržanju pri kalilni temperaturi. Pri drugih temperaturah se žilavost z daljša-njem časa zadržanja preizkušancev v kopeli povečuje. Enourno držanje preizkušancev v kopeli s temperaturo 160 ali 280 °C dvigne žilavost na 40, oz. 45 J (si. 3). Posebno se zboljša žilavost z dodatnim popuščanjem, npr. na 200 °C. Le preizkušancem, ki so bili izotermno kaljeni pri 200—220 °C, se s popuščanjem ni bistveno zboljšala žilavost (od 36 na 38 J), drugim pa se je dvignila na 49—50 J (preiz- OCR12-Č41SO Avstenitiziran 960 0C/30 minut ČJ 664 S 5 64 J« 16-14-12 3 io-§ ■s •Kj HRC •"■u*__ HRC \ \ \ J ■x—* ...V / / / Z3 ■66 64 62 60 340 MS = 205°C 200 220 240 260 280 300 320 Temperatura izotermnega držanja (°C) Čas v kopeli (minute]: • 8 O 12 m 16 a 60 x—x 950°C/zrak*pop- na 200"C/lh Slika 4 Žilavost in trdota jekla C.4150 0CR 12 po kaljenju v vroči kopeli in po kaljenju v olju in popuščanju. Fig. 4 Toughness and hardness of Č.4150-OCR 12 steel after austempering, and quenehing in oil and consequent tempering OCR 12spec. -Č.4650 Avstenitiziran 960°/30min I«- £ 62 - HRC ^HRC m _ "60■ ,12- . 8,< kaljen*pop 200°C \ r-kaljen * pop. 200°C \ \ Ms =180"C ■66 64 62 60 200 220 240 260 280 300 320 340 Temperatura izotermnega držanja (°CJ Cas izotermnega držanja (minute): m 16 o 60 X— kaljen 960"/olje ♦ pop. 200° : 8 J, 61 HRC Slika 5 Žilavost in trdota jekla Č.4146-OCR 4 ex. sp. po kaljenju v vroči kopeli in po kaljenju v olju ter sledečem popuščanju. Fig. 5 Toughness and hardness of C. 4650-()CR 4 ex special steel after austempering, and quenching in oil and consequent tempering kušanci z zarezo DVM), čeprav je znašala trdota nad 46 HRC. Tako ugodne kombinacije trdote in žilavosti ne moremo doseči z nobeno drugo toplotno obdelavo. Preizkušanci iz tega jekla so po izo-termnem kaljenju pri 240 °C (eno uro) pokazali žilavost 35 J in trdoto 48 HRC, enako kaljeni preizkušanci, ki so bili dodatno popuščeni pri 200 °C, pa so bili žilavi za 48 J in trdi za 48 enot HRC. Drugače pa je s preizkušanci, ki so zadržani v kopeli s temperaturo 240 °C kar 11 ur (namesto ene ure, kot prej opisani). Ti preizkušanci so sicer enako žilavi kot tisti, ki so zadrževani samo eno uro pri 240 °C, vendar so mehkejši. Ti preizkušanci imajo 44 HRC. S poboljšanjem (1030°C/olje + popuščanje pri 300 °C) dosežejo preizkušanci iz tega jekla 18—27 J (DVM) ter trdoto 45 HRC. Naslednja tabela na kratko prikazuje rezultate poskusov z jeklom Č 4172-Prokron 3. Tabela 2: Vpliv kalilnih pogojev in popuščanja na lastnosti jekla Č 4172-Prokron 3 Avsteni ti-zacija (°C) Kaljenje Ohlajanje Temp. (°C) Snov Čas (h) »3 C a v s s a < rs > ■N Q S G ■ŠEŽ H — 1020 olje 20 _ 300 18—27 45 1030 t. k. 180 11 — 50 47 1030 t. k. 240 11 — 35 44 1030 t. k. 240 1 — 35 48 1030 t. k. 240 1 200 48 48 t. k. — staljena sol AS 135. Pri tem jeklu vidimo nenavadno močan učinek popuščanja po izotermnem kaljenju: dvig žilavosti za več kot 30 %, ne da bi padla trdota (si. 3). Podoben učinek ima tudi skrajšanje časa zadrževanja pri temperaturi izotermne pretvorbe 240 °C: ko smo skrajšali čas od 11 ur na 1 uro, smo dvignili trdoto žilavostnih preizkušancev od 44 na 48 HRC. Kot kaže, je najprimernejša temperatura izotermnega držanja nekje med 200 in 250 °C, kot govorijo viri (2), ali 240° s popuščanjem. Tudi valjčne ležaje (jeklo Č4146-OCR4 ex. sp.) velikih serij že dve desetletji izotermno kalijo (3). Kot najprimernejšo temperaturo so odkrili 240 °C (nad Ms točko), da so dosegali Iežaji trdoto nad 58 HRC in da se ne pojavi avstenit. Pri tej temperaturi so zadrževali jeklo 4 ure. To jeklo ni ustrezno za izotermno kaljenje obročkov, debeline nad 15 mm; za takšne je primerno jeklo 100 CrMo 7. Z manganom legirano le-žajno jeklo pa je sploh prepočasno v izotermni premeni. Z izotermnim kaljenjem ne dosežejo obročki večje trdnosti ali trajne vrtilno upogibne trdnosti, kot jo dobijo z navadno toplotno obdelavo (kaljenjem v olju in popuščanjem), toda so veliko bolj žilavi in imajo višjo mejo plastičnosti. Med ugod- nostmi izotermnega kaljenja naj bi še bile: zelo majhne kalilne deformacije in tlačne lastne napetosti na površini (do 500 N/mm2). Takšne lastnosti so zaželene pri debelostenskih obročkih, katere OCR 4ex.sp.(Č.4146) Avstenitizacija 850°/30 minut -^- ■ * ^- •-'; i;/rz '< "V*-> V -J • ti -L- *-L 1 tft £«&* 8*. kEmmzM' s»■■:' - Slika 7a Slika 7b Slika 7 Mikrostruktura jekla C.4830-VCV 150 a) po kaljenju z 860 "C v olju in popuščanju na 250 "C, b) po kaljenju z 860 "C v solni kopeli pri 300 °C, čas drža- nja v kopeli 30 minut. (500 x). Fig. 7 Microstructure of Č.4830-VCV 150 steel a. after quenching from 860 "C in oil and tempering at 250 "C b. after austempering from 860 "C in salt bath at 300 "C, holding tirne in bath 30 minutes. 500 x. Slika 9a Slika lOa vgrajujemo s tesnim prileganjem, in pri ležajih, obremenjenih z udarci. Slika 6 kaže trdoto in žilavost jekla Č 4146-OCR 4 ex. sp. po izotermnem kaljenju pri temperaturah od 200 do 320 °C. Metalografski pregled Na slikah 7—12 so prikazane mikrostrukture žilavostnih preizkušancev. Sliki 7a in 7b kažeta precej različni strukturi jekla č 4830-VCV150. Na sliki 7a je poboljšana struktura, nizko popuščni martenzit. Na sliki 7b je prikazana izotermno (ob Ms točki: 300°C/30 minut) kaljena struktura: ferit, bainit, nizko popuščni martenzit; ta struktura je drobnozrnata. Ferit se je izločil, ker je bila hitrost ohlajanja premajhna za ohranitev čistega avstenita do 300 °C. Trdota poboljšane strukture je 53 HRC, žilavost (DVM zareza) je 17 J, trdota izotermno kaljenega preizkušanca je 50,5 HRC, žilavost 24 J. Slika 9b Slika 9 Mikrostruktura jekla C.6444-Osikro 4 a) po kaljenju z 900 »C v olju in popuščanju na 400 "C, b) po kaljenju z 880 °C v kopeli pri 320 »C/15 minut. (500 x). Fiig. 9 Microstructure ot Č.6444-Osikro 4 steel a. after quenching from 900 »C in oil and tempering at 400 "C b. after austempering from 880 "C in the bath at 320°C/15 minutes. 500 x Slika 8 Miktrostruktura jekla Č.2332-65Si7 po kaljenju z 850 "C v kopeli pri 320 °C/16 minut. (500 x). Fiig. 8 Microstructure of č.2332-65Si7 steel after austempering from 850 °C in the bath at 320 »C/16 minutes. 500 x. Slika 8: Z izotermnim kaljenjem jekla Č 2332-65 Si 7 pri 320 °C/16 minut (kar je 70 °C nad Ms točko) se je pretvorilo 80 % avstenita v bainit. Trdota tako obdelanega jekla je 45,5 HRC, žilavost (DVM zareza) 34 J. Sliki 9a in 9b kažeta videz struktur poboljšanega ali izotermnega kaljenega jekla Č 6444-Osikro 4. Po poboljšanju je struktura popuščeni martenzit, po izotermnem kaljenju pa 80 %-martenzit in 20 %-bainit. Izotermno smo zadrževali preizkušanec pri 320 °C/15 minut (t. j. za 20 °C nad Ms točko). Trdota poboljšanega preizkušanca je bila 52,5 HRC, žilavost (DVM) 17 J, trdota izotermno kaljenega pa 50,5 HRC in žilavost 28 J. Sliki lOa in lOb: Struktura jekla Č 4650-OCR 12 special, kaljenega v olju in popuščenega, je precej drugačna kot struktura enakega jekla, kaljenega izotermno 300 °C/60 minut. V prvem primeru je struktura iz popuščenega martenzita, karbidov in zaostalega avstenita, v drugem bainitno martenzitna s karbidi. Izotermno kaljeno ima 62 HRC in 10 J (rl0/l), medtem ko je navadno toplotno obdelano le malo slabše 61 HRC 8 J. P' V % \ ' ■ t. i.:-- - ~ " Sliika lOb Slika 10 Mikrostruktura jekla Č.46SO-OCR 12 special a) po kaljenju z 960 °C v olju in popuščanju na 200 °C, b) po kaljenju z 960 °C v kopeli s temperaturo 300 "C/60 minut. (500 x). Fig.10 Microstructure of Č.4650-OCR 12 special steel a. after quenching from 960 °C in oil and tempering at 200 »C b. after austempering from 960 "C in .bath vvith tempera- ture 300 "C/60 minutes. 500 x Sliki lla in llb kažeta strukturi poboljšanega ter izotermno kaljenega jekla Č 4140-Prokron 3. Poboljšana struktura (si. lla) je visokopopuščni martenzit s karbidi v feritu. Karbidi so izločeni iz martenzitnih igel. Poboljšani preizkušanec je pokazal trdoto pod 20 HRC in žilavost 60 J, izotermno kaljen pa 45 HRC in 46 J. Sliki 12a in 12b kažeta precejšnjo razliko struktur izotermno kaljenega in izotermno kaljenega + + popuščenega jekla Č 5432-VCNMo 200. Struktura, popuščena na 200 °C, je videti kot višjepopušč-na struktura po kaljenju v olju. Trdota in žilavost obeh preizkušancev sta skoraj enaki (45—47 HRC, 48 J). To je razumljivo, ker je izotermno kaljenje potekalo (pri 200°C/60 minut) precej pod Ms točko (400 °C). Slika llb Slika 11 Mikrostruktura jekla Č.4172-Prokron 3 a) po kaljenju z 1020 °C v olju in popuščanju na 740 "C. b) po kaljenju z 1020 "C v kopeli s temperaturo 280 'C, čas 60 min. (500 x). Fig.11 Microstructure of Č.4172-Prokron 3 steel a. after quenching from 1020 "C in oil and tempering at 740 "C b. after austempering from 1020 "C in the bath vvith tem- perature 280 "C, time 60 minutes. 500 x Pretres rezultatov 1. Izotermno kaljeno jeklo Č4830-VCV150 je ob trdoti nad 51 HRC pokazalo žilavost 26—33 J (DVM), kar je zelo ugodno proti 16 J (preizkušan-ci istega tipa zareze), kolikor doseže to jeklo s poboljšan jem na enako trdoto (to je s kaljenjem z 850 °C v olju in popuščanjem na temperaturi pod 300 °C). Z izotermnim kaljenjem izboljšamo žilavost za več kot 60 %, s kaljenjem (15 do 30 minut) v kopeli pri 260 °C znaša zvišanje glede na poboljšano stanje kar 100 %. Če želimo, da bi imelo jeklo C 4830-VCV 150 trdoto 43,5 HRC, kakršno naj imajo krmilni deli pnevmatskih kladiv, pomeni izotermno kaljenje velik prirastek žilavosti glede na poboljšane izdelke. Po 30-minutnem zadrževanju avstentiziranega izdelka v kopeli s temperaturo 290 do 310 °C doseže izdelek žilavost 30—35 J, kar je 50—60 % zbolj- Slika 12b Slika 12 Mikrostruktura jekla C.5432-VCNMo 200 a) po kaljen ju z 850 "C v kopeli pri 200 "C/60 minut, b) po kaljenju z 850 °C v kopeli pri 260 "C/60 minut in sledečem popuščanju na 200 °C. (500 x). Fig. 12 Microstructure of Č.5432-VCNMo 200 steel a. after martempering from 850 "C in the bath at 200 "C/60 minutes b. after austempering from 850 °C in the bath at 260 "C/60 minutes and consequent tempering at 200 "C. 500 x šanje proti poboljšanemu strojnemu delu, ki ima pri trdoti 44 HRC žilavost 22 J. Iz tega vidimo: a) Zmanjševanje prednosti izotermnega kaljenja pred poboljšan jem, če želimo manj trde izdelke. S trdoto pod 37 HRC se žilavost poboljšanega in izotermno kaljenega jekla Č4830-VCV150 izenačita. b) Najugodnejša temperatura izotermnega kaljenja (zadrževanja preizkušancev v solni kopeli) je tesno ob Ms točki, ki je pri tem jeklu 300 °C. 2. Jeklo Č 2332-65 Si 7 je po 16-minutnem kaljenju v kopeli pri 280 °C doseglo žilavost 26 J, kar je primerljivo z žilavostjo enako ohlajenega jekla Č 4830-VCV 150, katerega povprečna žilavost je 28 J, spodnja vrednost pa 26 J. Tudi trdoti obeh jekel sta podobni (51 HRC). Če ohlajamo avsteniti-zirana preizkušanca obeh jekel v kopeli pri 320 °C, bosta tudi enako žilavi in bo preizkušanec jekla Č 4830-VCV 150 imel 43 HRC, iz Č 2332-65 Si 7 pa 45 HRC. Velika razlika med jekloma se pokaže po ohlajanju v kopeli z nižjo temperaturo. Pri 240 °C bo žilavost Č 2332-65 Si 7 komaj 5 J, medtem ko bo imelo Č 4830-VCV 150 kar 22—30 J. Za obe jekli torej velja skoraj enako območje ohlajevalnih temperatur in časov, s tem da je to območje pri č 2332-65 Si 7 strogo omejeno k nižjim temperaturam (zaradi strmega padca žilavosti) in odprto k višjim (ker je trdota tega jekla po enaki toplotni obdelavi za 2 enoti HRC večja kot pri jeklu Č 4730-VCV 150). 3. Jeklo Č 6444-Osikro 4 pridobi najugodnejšo žilavost po kaljenju v istem temperaturnem ob- močju 280—320 °C in 15 minut, s tem da je trdota za tri enote HRC višja kot pri č 4830-VCV 150 in Č 2332-65 Si 7. Pravi čas zadrževanja v hladilni kopeli je pri tem jeklu tesneje določen, pri 300 do 320 °C je 12 minut; pri 280, 340, 400 °C pa je ugotovljen kot najboljši čas 15 minut. 4. Visokolegirani ledeburitni orodni jekli Č 4150-OCR 12 in Č 4650-OCR 12 special se ne odzivata enako močno na izotermno kaljenje. Z eno-urnim kaljenjem pri 300 °C dobita 30—40 % boljšo žilavost kot z navadno toplotno obdelavo. Trdota po izotermnem kaljenju je 61 HRC. 5. Jeklo Č 4172-Prokron 3 je najbolje kaliti v solni kopeli s temperaturo nad 240 °C, če po kaljenju popuščamo (pri 200 °C). Torej je območje izotermnega kaljenja lahko enako kot za jekla Č 4830-VCV 150, č 6444-Osikro 4, č 2332-65 Si 7. Pomembno pa je pri tem jeklu popuščanje, saj dvigne žilavost za 150 % proti poboljšanemu jeklu z enako trdoto (45—46 HRC). Ugodna pri tem jeklu je širina primernih temperatur izotermnega drža-nja, saj moremo kaliti v območju 240—300 °C (in verjetno še višje), če potem popuščamo na 200 °C. Hiba izotermnega kaljenja tega jekla je nujnost daljšega ohranjanja na temperaturi (vsaj eno uro). Izračun vsebnosti zadržanega avstenita na osnovi rentgenskih preiskav je pokazal le majhne razlike med vsebnostmi gama faze v sredini preizkušancev, kaljenih pri temperaturi 200, 240 ali 260 °C. Vsebnost avstenitne faze je 5—6%. Tik pod površino (t.j. 0,5 mm) pa je videti vpliv temperature: preizkušanci, ki so bili 6 ur izotermno kaljeni pri 200 °C, so vsebovali v strukturi 3 % avstenita; kaljeni pri 260 °C eno uro pa so vsebovali 5 % avstenita. To moremo razložiti s stabilizacijo avstenita pri ohlajanju na 260 °C. 6. Jeklo Č 4146-OCR4 ex. sp. moremo izotermno kaliti takrat, kadar želimo doseči pri ležajnih obročkih posebno dobro obstojnost mer ali površinske tlačne napetosti. Žilavost se temu jeklu poveča le, če ga zadržujemo v hladilni kopeli več kot 12 minut. Temperatura izotermnega zadrževanja je v istem območju kot za ostala preiskovana jekla. 7. Kot kaže si. 3, moremo z izotermnim kaljenjem dvigniti žilavost celo jeklom z visoko M, točko (npr. Č 5432-VCNMo 200), tako, da jih pri kaljenju ohlajamo v kopeli z razmeroma nizko temperaturo precej pod Ms točko. SKLEPI 1. Največji efekt ima izotermno kaljenje na jeklo Č 4172-Prokron 3, saj mu dvigne žilavost nasproti poboljšanemu stanju za 150 %. Pri tem jeklu je zelo važno popuščanje. 2. Jekla Č 4830-VCV 150, Č 2332-65 Si 1, C 6444-Osikro 4 pridobijo 50—100 % žilavosti, je jih izotermno kalimo pri 280—310°C, namesto poboljša- mo. Ugoden čas zadrževanja na temperaturi izotermne pretvorbe avstenita je za prvi dve jekli 15 minut, za Č 6444-Osikro 4 pa 12 minut. 3. Jeklo č 5432-VCNMo 200 ni preveč dovzetno za ugodnosti izotermnega kaljenja, vendar pa jih uporabimo, če je zelo pomembno, da doseže jeklo največjo možno žilavost. Dobro žilavost in trdnost ima to jeklo, če ga po avstenitizaciji ohlajamo v kopeli s temperaturo 180 °C eno uro ali več. 4. Ležaje in visokoogljična visoko kromova jekla se splača izotermno kaliti le za doseganje posebnih lastnosti (obstojnost mer, tlačne napetosti na površini, zelo enakomerne trdote in žilavosti pri vseh izdelkih). 5. Pri orodnem jeklu Č 6444-Osikro 4 že 20% bainita v strukturi znatno zboljša žilavost (od 17 na 24 J) ob le majhnem padcu trdote (od 52,5 na 50,5 HRC). Pri konstrukcijskem jeklu je viden vpliv popuščanja na videz izotermno tvorjenega martenzita, ne pa na njegove mehanske lastnosti. Literatura 1. Biirjukova V. >N.: Metallovedenie i termičeskaja obra-botka metallov, 1965, No. 9, str. 53—57. 2. Koutsky J., L. Baračkova: Archiv fiir das Eisenhutten-wesen 48 (1977), No. 8, str. 427^29. 3. Hengerer F.: DRAHT-Fachzeitschrift, 1976, No. 3, str. 108—109. ZUSAMMENFASSUNG Durch das isothermische Harten im Beredch der baiini-tischen oder martensitischen Umvvandlung kann die Zahig-keit der Konstruktionsstahle C 4830-VCN 150 und C 4172-Prokron3, dem zahen Werkzeugstahl Č 6444-Osikro 4 und dem FederstaM C 2332 — 65 Si 7 verbessert werden. Die giinstigste Temperatur liegt um den Ms Punkt. WaMagerstahl erreicht durch das Warmbadharten nicht die notige Harte. Hochchrom und hochkohlenstoff-haltige VVierkzeugstahle fiir die Kaltarbeit sind nach dem isothermischen Harten in Bainit nur um einen kleinen Anteil zaher als nach dem gevvohnlichen Harten im 01 und Andassen. Dem hochfesten Konstruktionstahl kann die Zahigkedt durch das isothermische Harten bei der Temperatur um 200 °C um etvva 50 % verbessert werden. Die Harte ist nach der so erzielten hoheren Zahigkeit gleich gross wie nach der amgiinstigsten gevvohnlichen VVarmebehandlung (Harten im 01 und Anlassen). SUMMARY Isothermal quenchiing in the range of bainitic or martensitic transformation improves the toughness of struc-tural Č .4830-VCV 150 and Č.4172-Prokron 3 steel, the toughness of the Č.6444-0sikro 4 shock-resistant toool steel, and the toughness of the Č.2332-65 Si 7 spring steel. The conve-nient temperature of the ooolant is around the Ms temperature. The ball-bcaring steel does not attain the neces-sary hardness when austempered. High-chromiium high-carbon tool steel for cold work-ing obtains only slightly higher toughness by austemper-ing instead of hardening and tempering. The toughness of high-strength structural steel can be improved for about 50 % by martempering at 200 °C. The hardness of theese austempered or martempered steels remains equal to that obtained with the most suit-able ordinary heat treatment (quenching in oil and tempering). 3AKAK>qEHHE C H30TCpMHqeCK0>1 3aK3AKOH b oSAaCTH 6eHHHTHOrO h MapTeH-CHTHoro npeo6pa30BaHits mojkho yaymhhtb bh3Koctb KOHCrpvKUHO- HHbix ctaaeii C.4830-VCV 150 " C.4172-Prokron 3, Gjukocti, hh- CTpyMeHTaAbHOH CTaAH Č.6444-OsikrO H npVJKHHHOii CTaAH MapKH Č.2332-65 Si 7. EAaronpnaTHbie TeMn-pbi h 3aKaAKH HaxoAHTca OKOAO Ms TOIKH. CTaAb AA* H3rOTOBAeHHH nOAUIHIIHHKOB C MapTeHCHTHOH 3aKaA-koh He AocTHraeT |Heo6xoAHMyio TBepAocTb. BbicoKoyrAepoAHCTLie HHCTpyMeHTaAbHbie XpOMHCTbie CTaAH AAH npHMeHeHHH b XOAOAHOM COCTOJIHHH nOKa3aAH nocAe H30TepMHteCK0H 3aKaAKH B SeiiHHT He-3HaqHTeAbHoe nobhmehhe bh3kocth npn cpaBHeHHH c o6uKjioBemioH 3aKaAK0H H OTIIYCKOM. npn KOHCTpyKItHOHHOH CTaAH BbICOKOH TBep-AOCTH mojkho yAy