1. Закалка в одном охладителе

И зделия из печи по конвейеру (транспортеру) поступают в закалочный бак с охлаждающей средой, где и находятся до полного охлаждения (рис. 4.2).

Этот способ применяется для изделий простых форм, изготовленных из углеродистых (охлаждение в воде) и легированных (охлаждение в масле) сталей, и является простым и наиболее распространенным способом как в единичном, так и в массовом производстве. Недостатком его является то, что в результате большой разницы значений температуры нагретого металла и охлаждающей среды в закаленной стали наряду со структурными возникают большие термические напряжения, вызывающие коробление детали, появление трещин и других дефектов.

2. Прерывистая закалка в двух охладителях

И зделие сначала охлаждают быстро до 400 – 300°С в воде, а затем для окончательного охлаждения переносят в масло – «через воду – в масло». В мартенситном интервале температуры сталь охлаждается более медленно, что способствует уменьшению закалочных напряжений (рис. 4.3).

3. Ступенчатая закалка

Нагретое изделие охлаждается погружением в ванну с температурой закалочной среды (расплавленные соли, селитры, щелочи) немного выше температуры начала мартенситного превращения (на 20 – 30°С выше точки М_н) для данной стали. После выдержки, необходимой для выравнивания температуры по сечению, изделие охлаждают на воздухе. Продолжительность выдержки определяется по С-образной диаграмме и строго контролируется, чтобы не произошло промежуточного превращения аустенита (рис. 4.4). Изотермическая выдержка для выравнивания температуры по сечению способствует снижению термических напряжений, а охлаждение на воздухе – структурных. Основное достоинство ступенчатой закалки – получение мартенситной структуры при м инимальных закалочных напряжениях.

4. Изотермическая закалка

В отличие от ступенчатой изотермическая закалка обеспечивает не мартенситную, а бейнитную структуру. Ее целесообразно применять для деталей из легированных сталей, склонных к короблению и образованию трещин. Так же, как и при ступенчатой закалке, охлаждение проводится в соляных ваннах с температурой на 20 – 30С выше точки мартенситного превращения М_н. Детали выдерживают в ванне в течение времени, необходимого для полного распада аустенита. При этом происходит превращение с образованием бейнита (игольчатого троостита). После изотермической выдержки и окончания превращения детали охлаждают на воздухе. Структура стали – бейнит, твердость – 45 – 55 HRC. Повышаются конструктивная прочность (на 25 – 30 %) и ударная вязкость (рис. 4.5).

Нагрев сталей в жидких средах, не вызывающих окисления, и охлаждение в расплавах щелочей позволяют получить без очистки или травления чист ую поверхность изделий светло-серого цвета. Такую закалку называют светлой.

5. Закалка с самоотпуском

Охлаждение изделия, нагретого под закалку, ведут не до полного охлаждения, затем извлекают из охладителя. За счет тепла внутренних слоев верхний охлаждающий слой разогревается до 200 – 250°С, в результате чего происходит самоотпуск. Закалку с самоотпуском применяют для деталей ударного слесарного и кузнечного инструмента, которые должны иметь достаточно высокую твердость на поверхности и сравнительно вязкую сердцевину. Температуру отпуска определяют по цветам побежалости (цвет слоя окисла поверхности зависит от его толщины). Старый (точнее – древний) способ закалки с самоотпуском нашел применение в механизированном поточном производстве [2, с. 199 – 216].