7) Закалка

Закалка - нагрев, для доэвтектоидной стали выше точки Ас3 + (30…50 ⁰С), для заэвтектоидной – Ас1 + (30…50 ⁰С), выдержку при заданной температуре для завершения фазовых превращений с последующим быстрым охлаждением со скоростью выше критической.

В результате закалки получаются неравномерные структуры, так как быстрое охлаждение препятствует фазовым превращениям.

Закалка применяется: для получения требуемых свойств после соответствующего отпуска; в качестве подготовки к последующей термической обработки; для обеспечения однородности структуры и улучшения коррозионной стойкости нержавеющих сталей.

По температуре нагрева различают закалку:

• полную, когда температура нагрева выше критических точек А3 и Аст;

• неполную, когда температура нагрева находится в критическом интервале.

По скорости охлаждения и структуре стали:

• со скоростью охлаждения выше критической (структура стали после охлаждения – мартенсит и остаточный аустенит)

• со скоростью охлаждения ниже критической (структура из феррито-карбидной смеси различной степени дисперсности).

По способу нагрева:

• после сквозного нагрева;

• после поверхностного нагрева

По способу охлаждения: с непрерывным охлаждением в воде, масле идругих средах; изотермическую; ступенчатую; с подтуживанием; закалку в 2 жидких средах; с ограниченным пребыванием в охлаждающей среде; с сомоотпуском.

По однородности структуры и свойств: сквозную и несквозную.

По состоянию поверхности изделий: обычная, чистая и светлая.

8) Отпуск - нагрев и выдержка закаленной стали ниже критической точки Ас1 с целью превращения неустойчивой структуры в более устойчивую, что сопровождается соответствующим изменением свойств стали и уменьшением остаточных напряжений.

Температура отпуска оказывает огромное влияние на получаемые свойства, поэтому по условиям нагрева различают: высокий, низкий, средний и многократный отпуск.

Высокий отпуск проводят при 450…670 ⁰С. Структура стали состоит из карбида.

Он почти полностью снимает внутренние напряжения и значительно повышает ударную вязкость, прочность и твердость при этом снижаются.

Низкий отпуск проводят с нагревом до 150…250 ⁰С, тогда, когда температура ограничена необходимостью сохранения высокой твердости. При этом снижаются внутренние напряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит. Он повышает прочность и немного улучшает вязкость без заметного снижения твердости и износостойкости.

Средний отпуск проводят при 350…500 ⁰С, тогда, когда требуется сохранение упругих свойств наравне с достаточно высокой вязкостью. Структура стали состоит из троостита отпуска.

Многократный отпуск – процесс нагрева, выдержки и охлаждения повторяется несколько раз. Применяется, главным образом, для быстрорежущих сталей.

9) Старение - выдержка стали с неустойчивой структурой более или менее продолжительное время при комнатной или повышенной температурой, при этом происходит стабилизация структуры и изменение механических и физических свойств стали.

По температурным условиям различают:

• при комнатной температуре – естественное старение;

• при повышенной – до 200 ⁰С – искусственное.

По начальной структуре различают:

• закаленной стали для стабилизации размеров и формы изделий;

• наклепанной сталью с той же целью;

• старение стали, имеющей структуру пересыщенной – или – твердых растворов.

10) Обработка холодом. Под обработкой холодом понимают охлаждение закаленной стали ниже нуля до температуры – 80 ⁰С и ниже.

В закаленной легированной стали, содержащей более 0,4…0,5 % С, имеется остаточный аустенит, понижающий твердость и износостойкость.

Для уменьшения остаточного аустенита и производят обработку холодом.

Ее производят с целью:

• получения высоких прочностных свойств;

• повышение стойкости режущего инструмента;

• улучшение износостойкости после цементации;

• стабилизации размеров изделий из закаленной стали.

11) Химико-термическая обработка - насыщение поверхностных слоев стальных изделий каким-либо элементом путем его диффузии из внешней среды при высоких температурах.

ХТО состоит из 3 процессов:

• процессов, протекающих во внешней среде и приводящих к выделению диффундирующего элемента в атомарном состоянии;

• контактирование атомов диффундирующего элемента с поверхностями стального изделия и образование химических связей с атомами основного металла;

• диффузия – проникновение насыщенного элемента в глубь металла.

По виду среды различают:

• цементация – ХТО, заключающаяся в диффузионном насыщение поверхностного слоя стали углеродом при нагревании, выше точки Ас3, в соответствующей среде.

• азотирование – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве ее до 550…650 ⁰С в аммиаке.

• нитроциментация – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840…860 ⁰С в газовой среде, состоящей из науглераживающего газа аммиака, с целью повышения износостойкости и твердости стальных изделий.

• цианирование – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали углеродом и азотом при 820…950 ⁰С в расплавленных солях, содержащих группу CN.