Закалка

Закалка — это термическая обработка, которая за­ключается в нагреве стали до температур, превышающих температуру фазовых превращений, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую минимальную скорость охлаждения. Основной целью закалки является получе­ние высокой твердости, упрочнение.

Оптимальный интервал закалочных температур угле­родистой стали представлен на рис. 18.

В зависимости от температуры нагрева различают: — полную закалку, при которой нагрев осуществляет­ся на 30—50° выше линии GSE. При быстром ох­лаждении происходит полное превращение аустенита в мартенсит;

0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3 С,

Рис. 18. Оптимальный интервал закалочных температур углеродистой стали

— неполную закалку, при которой нагрев осуществля­ется на 30—50° выше линии PSK, но ниже линии GSE и при охлаждении формируется в доэвтектоидных сталях феррито-мартенситная, а в заэвтектоидных сталях — мартенсито-цементитная струк­тура.

На практике полную закалку применяют для доэвтектоидных сталей, неполную — для заэвтектоидных сталей. Температура нагрева под закалку легированных ста­лей обычно выше, чем для углеродистых. Диффузионные процессы в легированных сталях протекают медленнее, поэтому для них требуется более длительная выдержка. После закалки структура состоит из легированного мар­тенсита.

Для достижения максимальной твердости при закал­ке стремятся получать мартенситную структуру. Мини­мальная скорость охлаждения, необходимая для перео­хлаждения аустенита до мартенситного превращения,

При сквозной прокаливаемости по сечению изделия механические свойства одинаковы, при несквозной прокаливаемости в сердцевине наблюдается снижение прочности, пластичности и вязкости металла. Прокаливаемость является важной характеристикой стали и при выборе марки стали рассматривается наряду с ее меха­ническими свойствами, технологичностью и себестои­мостью.

Способы закалки стали:

— закалка в одном охладителе, при которой нагретая
деталь погружается в охлаждающую жидкость и
остается там до полного охлаждения. Наиболее
простой способ. Недостаток — возникновение
значительных внутренних напряжений. Закалоч­ная среда — вода для углеродистых сталей сечени­ем более 5 мм, масло — для деталей меньших раз­меров и легированных сталей;

— закалка в двух средах, при которой деталь до 300—
400°С охлаждают в воде, а затем переносят в мас­ло. Применяют для уменьшения внутренних напряжений при термообработке изделий из инструментальных высокоуглеродистых сталей.
Недостаток — трудность регулирования выдержки
деталей в первой среде;

— ступенчатая закалка, при которой деталь быстро
охлаждается погружением в соляную ванну с тем­пературой, немного превышающей температуру мартенситного превращения, выдерживается до достижения одинаковой температуры по всему
сечению, а затем охлаждается на воздухе. Медлен­ное охлаждение на воздухе снижает внутренние
напряжения и возможность коробления. Недоста­ток — ограничение размера деталей;

— изотермическая закалка, при которой деталь вы­держивается в соляной ванне до окончания изо­термического превращения аустенита. Применяют
для конструкционных легированных сталей. При такой закалке обеспечивается достаточно высокая твердость при сохранении повышенной пластич­ности и вязкости;

закалка с самоотпуском, при которой в закалочной среде охлаждают только часть изделия, а теплота, сохранившаяся в остальной части детали после извлечения из среды, вызывает отпуск охлажден­ной части. Применяют для термообработки удар­ного инструмента типа зубил, молотков, которые должны сочетать высокую твердость и вязкость;

обработка холодом состоит в продолжении охлаж­дения закаленной стали ниже 0°С до температур конца мартенситного превращения (обычно не ниже — 75°С). В результате обработки холодом по­вышается твердость и стабилизуются размеры де­талей. Наиболее распространенной является ох­лаждающая среда смеси ацетона с углекислотой.

Дата добавления: 2014-01-07