Термообработка закаливанием по глубине воздействия на изделие подразделяется на поверхностную и объемную (полную). Объемная закалка необходима в тех случаях, когда необходимо изменить структуру не только поверхностных слоев, но и всего металла, из которого изготовлено изделие.

Закалка стали осуществляется при нагревании до температуры, превышающей на 30-50°С температуру заэвтекоидной стали, последующей выдержки при данной температуре и охлаждения. Цель этой процедуры – получение повышенной износостойкости, улучшение физико-механических свойств, в частности, твердости. Твердость увеличивается в результате трансформации структуры в неравновесные твердые:

  • мартенсит
  • сорбит
  • троостит

Качество объемной термообработки путем закалки находится в зависимости от верного выбора режима, то есть температуры нагрева, длительности выдержки и скорости охлаждения. Температуру закалки, например, для углеродистых сталей, выбирают с использованием диаграммы состояния сплавов.

Чтобы противодействовать возникновению напряжений и трещин, нагрев производят постепенно, медленно. Время нагрева выбирают в зависимости от таких факторов, как химический состав марки стали, размеров и формы изделия. Для нагревания в соляных ваннах рекомендовано выбирать скорость в полминуты на 1 мм сечения, а для нагревания в электропечи – порядка 20 минут на 1 мм сечения. Длительность выдержки, необходимой для окончательного превращения перлита в аустенит должна соотноситься ко всему времени нагрева как 1 к 4. Критическая скорость закалки – это величина скорости охлаждения, при которой в итоге получается либо мартенситная структура стали, либо мартенситная с остаточной аустенитной. Для закалки большинства сталей применяется в качестве среды охлаждения масло, а для среднеуглеродистых лучше использовать воду с температурой 18°С.

По скорости охлаждения закалку подразделяют на изотермическую и ступенчатую. Для термообработки используются токи высокой частоты, нагрев в печах, газопламенное нагревание. Объемную закалку с непрерывным охлаждением используют для легированных и углеродистых сталей, причем в первом случае охлаждение осуществляют в масле, а во втором – в воде. Ступенчатая закалка позволяет снять напряжения, возникающие в процессе охлаждения. Этот метод основан на последовательном погружении нагретой детали сначала в масло, подогретое до определенных температур, а затем, после непродолжительной выдержки, происходит охлаждение на воздухе.

В процессе закалки в стали возникают структурные и термические напряжения. Возникновение термических напряжений связано с неравномерным охлаждением, а структурных – с увеличением в объеме за счет превращения одних структур (аустенитных) в другие. Неверно выбранный режим закалки приводит к короблению, возникновению участков с меньшей твердостью, окисление, трещины и т.д.

Закрыть меню