62. Болатты шынықтыру.

Шынықтыру деп болатты қажетті температураға дейін қыздырып, сол температурада ұстап тұрып, тез суытудан тұратын термиялық үдерісті айтады. Шынықтырудың нәтижесінде болаттың беріктігі мен қаттылығы көтеріліп, пластикалық қасиеті төмендейді.

Шынықтырудың негізгі параметрлеріне қыздыру температурасы мен суыту жылдамдығы жатады. Қыздыру температурасы болаттарға темір – цементит күй диаграммасы, ал суыту жылдамдығы аустиниттің түрлену диаграммасы бойынша анықталады.

63. Шынықтыру температурасы.

Эвтекоидқа дейінгі болаттарды шынықтыру үшін оларды Ас₃, нүктесінен 30...50⁰С жоғары қыздырады. Бұл температурада бастапқы феррит – перлиттік құрылым аустинитке айналады, сонан соң дағдарыс суыту жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен суытқанда, мартенсит құрылымы пайда болады. Егер эвтекоидқа дейінгі болатты Ас₁ мен Ас₃ дағдарыс нүктелері арасындағы температураға қыздырып, суытатын болсақ, онда болат құрылымында мартенситпен бірге феррит кездеседі, бұл оның қасиетін біраз төмендетеді. Мұндай шынықтыру шала шынықтыру деп аталады.

Эвтекоидтан кейінгі болаттарды шынықтыру үшін оларды Ас₁ нүктесінен 30...50⁰С жоғары қыздырады. Бұл температурада перлит тұгелдей аустенитке айналады, ал екінші текті цементит ерімейді. Сондықтан болаттың құрылымы аустенит пен цементиттен тұрады.

Дағдарыс суыту жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен суытқанда, аустенит мартенсике айналады, онда шыныққан болаттың құрылымы мартенсит пен цементиттен тұрады. Болаттың құрылымында мартенситтен бірге цементтің болуы оның қаттылығы мен тозуға төзімділігін жоғарылатады.

64. Шынықтыру тәсілдері.

Бұйым пішіне, болаттың маркасына және керекті қасиет жинағына байланысты шынықтырудың бір немесе екі суытқыш ортада шынықтыру, жергілікті, сатылы шынықтыру, изотермиялық шынықтыру, жергілікті шынықтыру, жоғары жиілікті токпен шынықтыру, жалынмен жергілікті шынықтыру секілді әртүрлі тәсілдері қолданылады.

Бір ортада суытып шынықтыру басқа тәсілдерге қарағанда жиі қолданылады. Бұл тәсіл бойынша өңделетін бөлшек белгілі температураға дейін қыздырылады, сол температуда ұсталған соң, суда немесе майда және т.б. суытқыш орталарда суытылады.

Көміртекті болаттарды сумен, ал легірленген болаттарды маймен суытады. Мұндағы кездесетін ақауға ішкі термиялық кернеудің көптігі жатады.

Екі ортада шынықтыру (үзілісті шынықтыру) өте күрделі пішінді бөлшектерге қолданылады. Қыздырылған бөлшекті әуелі суда суытады да, сосын майға апарып салады. Бұл жағдайда мұндағы мартенситтің уақыт аралығында сууы баяу өтеді, сондықтан құрылымда кернеу азаяды. Көбінесе бұл әдісті көміртекті болаттардан жасалған құрал – саймандарды шынықтырғанда қолданады.

Сатылы шынықтыруда шынықтыру температурасына дейін қыздырылған бөлшекті аустениттің мартенситке түрлене бастау температурасынан (Мн сызығы) сәл жоғары температураға дейін қыздырылған (300...350⁰С) тұздар ерітіндісіне салып, көлденең қимасындағы температураға теңелгенше ұстап тұрады. Ұстап тұру уақытында бөлшектің көлденең қимасындағы температура теңелгендіктен, мартенситтік түрлену кезінде пайда болатын кернеулер азаяды. Содан соң бөлшекті баяу ауада суытады. Бұл әдіспен диаметрі 10...30 мм-ден аспайтын бөлшектерді шынықтырады, өйткені үлкен бөлшектердің температурасын теңелтуге кететін уақыт аустениттің тұрақты болу уақытынан асып кетеді.

Изотермиялық шынықтыру сатылы шынықтыруға ұқсас. Бұл тәсіл аустениттің изотермиялық түрленуіне негізделген. Қыздырылған бөлшекті алдымен мартенситттік түрлену басталатын температурадан сәл жоғары температураға дейін (250...300⁰С) суытады. Суыту ортасы ретінде 200...250⁰С-ке дейін қыздырылған тұздар ерітінділері немесе май қолданылады. Осы ваннада бөлшек аустениттің инкубациялық кезеңі мен түрлену кезеңі аяқталғанша ұсталып тұрады. Нәтижесінде, қаттылығы мартенситке жақын бірақ тұтқырлығы мен пластикалық қасиеттері жоғары бейнит құрылымы пайда болады. Содан соң бөлшек ауада суытылады.

Жергілікті шынықтыру. Бұл шынықтыру қажалып жұмыс істейтін және үдеу күші әсерін қабылдайтын бөлшектердің бет қабатын өңдеуге қолданылады. Былайша айтқанда, бөлшектің белгілі бөліктеріне жүргізіледі. Бұл жағдайда бөлшектердің бет қабатының беріктігі мен қаттылығы жоғары, ал өзегі жұмсақ болады. Жергілікті шынықтыруда бөлшектің сыртқы қабатынан А_с3 нүктесінен жоғары қыздырады. Бөлшектің ортасы аз қыздырылады. Содан соң сумен суытқанда, бет қабатында мартенсит құрылымы пайда болады, ал өзегі шынықтырусыз қалады. Шынықтыру қабатының тереңдігі қыздыру тереңдігімен анықталады. Практикада жоғарғы жиілікті токтармен және жалынмен шынықтыру кең қолданылады.

Жоғарғы жиілікті токпен шынықтыру (ЖЖТ). ЖЖТ бірінші рет1923ж. Металдарды қыздыруға қолдануын ашқан –В.П.Вологдин. Бұл шынықтырудағы бөлшектің беті арнайы қалыпты мыс индукторларда аз уақытта 4...2 мм тереңдікке дейін қыздырылады. Токтың жиілігі көп болған сайын, шынықтырылатын қабат қалыңдығы жұқа болады. Көбінесе өндірісте жиілігі 500...15000Гц машина генераторлары және жиілігі 10⁶Гц жоғары шамды генераторлар қолданылады. Мұнда ұстау уақытының аздағынан көміртегінің диффузиясы өтіп үлгермейді де, түзілген аустенитте ол бір қалыпты таралмайды. Сондықтан диффузиялық үдерістерді жылдамдату үшін, қыздыру температурасынан жоғарылатады. Дұрыс режимде майда инелі немесе құрылымсыз мартенсит пайда болады, оның морттығы аз, беріктігі жоғары болады. Қаттылығы кәдімгі шынықтыруға қарағанда, 2-3 берлікке артық болады да, тозуға төзімділігі 1,5...2 есе артады.

ЖЖТ-пен шынықтырудың артыұшылығына: жоғарғы өнімділігі, бөлшек бетінің көміртексізденбеуі мен тотықтанбауын және шынықтыру қабатының қалыңдығын реттеуге болатындығы жатады.

Кемшілігіне: қыздыру температурасын реттеу өте күрделі болғандықтан, қатты қыздырылуы мүмкін екендігі жатады.