33 Закалка стали

Зака́лка — вид термической обработки изделий из металлов и сплавов, заключающийся в их нагреве выше критической температуры, с последующим быстрым охлаждением, как правило, в жидкости (воде или масле).

Выбор температуры закалки. Температура нагрева стали перед закалкой зависит в основном от химического состава стали. При закалке доэвтектоидных сталей нагрев следует вести до температуры, лежащей на 30—50° С выше точки Ас3. В этом случае сталь имеет структуру однородного аустенита, который при последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую скорость закалки, превращается в мартенсит. Такую закалку называют полной. При нагреве доэвтектоидной стали до температур, лежащих в интер вале Асх—Ас3, в структуре мартенсита сохраняется некоторое количество оставшегося после закалки феррита, снижающего твердость закаленной стали. Такую закалку называют неполной . Для заэвтектоидной стали наилучшая температура закалки —на 30 — 50° С выше Асх, т. е. неполная закалка. В этом случае сохранение цементита при нагреве и охлаждении будет способствовать повышению твердости, так как твердость цементита больше твердости мартенсита. Нагрев заэвтектоидной стали до температуры выше линии излишен, так как твердость получается меньшей, чем при закалке с температуры выше Асх, за счет растворения цементита и увеличения количества остаточного аустенита. Кроме того, при охлаждении с более высоких температур могут возникнуть большие внутренние напряжения.

34 Скорости охлаждения при закалке. Закаливаемость и прокаливаемость. Способы закалки

Закаливаемость и прокаливаемость стали.

Закаливаемость - способность стали повышать твердость в результате закалки.

Прокаливаемость - способность стали образовывать закаленный слой со структурой мартенсита и высокой твердостью. Прокаливаемость образца характеризуется максимально получаемой твердостью по сечению изделия . При неполной прокаливаемости ее конкретная величина определяет возможность получения при закалке материала с установленным значением твердости на определенной глубине. Полная прокаливаемость, то есть наличие мартенситной структуры по всему сечению изделия, называется сквозной. Стали с малым содержанием углерода закалить на мартенсит очень трудно, так как начало и конец процесса образования мартенсита происходит в области высоких температур, соответствующих образованию других, более устойчивых структур (троостит, сорбит). Прокаливаемость обыкновенной углеродистой стали распространяется на 5...7 мм. Микроструктура закаленной стали зависит от ее химического состава и условий закалки (температуры нагрева и режима охлаждения).. Поверхностной закалке подвергаются стали при содержании углерода более 0,3%.. Площадь сечения закаленного слоя не должна превышать 20% площади всего сечения.. Для закалки применяют различные приемы охлаждения в зависимости от марки стали, формы, размеров детали, технических требований к ним.

Простая закалка в одном охладителе (чаще всего в воде, в водных растворах) выполняется путем погружения детали до полного охлаждения. При охлаждении необходимо освобождать деталь от слоя пара хороший теплоизолятор. Для получения высокой твердости, наибольшей глубины закаленного слоя для углеродистой стали применяют охлаждение деталей при интенсивном обрызгивании. Прерывистая закалка - процесс охлаждения в последовательно в двух средах: первая среда – охлаждающая жидкость (обычно вода); вторая – воздух или масло. Резкость такой закалки меньше, чем предыдущей.

Ступенчая закалка - процесс охлаждения , деталь быстро погружают в соляной расплав и охлаждают до температуры несколько выше М Н, короткое время выдерживают, затем охлаждают на воздухе. Выдержка обеспечивает выравнивание температуры от поверхности к сердцевине детали, что уменьшает напряжения, возникающие при мартенситном превращении. Способ погружения деталей в закалочную ванну должен быть таким, чтобы при закалке они как можно меньше коробились.