Объемная закалка стали. Охлаждающие среды. Закаливаемость и прокаливаемость сталей. Поверхностная закалка.
Объемная закалка (полная) с непрерывным охлаждением применяется для углеродистых сталей (охлаждение в воде) и для легированных сталей (охлаждение в масле). Этот способ заключается в том, что нагретую деталь погружают в закалочную среду и держат до полного охлаждения. Недостатком этого способа является возникновение больших термических напряжений из-за резкой разности температур нагретой детали и охлаждающей среды.
Способы объемной закалки
1)Самой простой и наиболее распространенной является непрерывная закалка. Нагретое до температуры аустенитизации изделие помещают в закалочную среду до полного охлаждения. Такой способ закалки применяют для изделий простой формы из углеродистых и легированных сталей. Если охлаждение осуществляют в жидкости, то целесообразно обеспечить ее циркуляцию в закалочном агрегате или осуществить непрерывное перемещение изделия.
2)Для уменьшения внутренних напряжений применяют закалку с подстуживанием. Нагретое изделие не сразу помещают в закалочную жидкую среду, например в воду или масло, а некоторое время подстуживают на воздухе. При этом подстуживание должно исключать диффузионный распад переохлажденного аустенита. Температуру подстуживания можно выбрать, используя изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита, а затем уточнить экспериментально.
3)Другим способом закалки, обеспечивающим уменьшение внутренних напряжений, является закалка в двух средах (рис. 13.26).
Рис. 13.26. Схемы закалки в двух средах (1) и ступенчатой закалки (2)
После аустенитизации изделие сначала охлаждают в среде с большей охлаждающей способностью с тем, чтобы быстро пройти температурный интервал минимальной устойчивости переохлажденного аустенита. Затем изделие переносят в среду с меньшей охлаждающей способностью. Это позволяет уменьшить скорость охлаждения в мартенситном интервале и снизить уровень внутренних напряжений. Момент переноса из одной закалочной среды в другую зависит от химического состава стали, размеров изделия, охлаждающей способности первой среды и обычно определяется опытным путем.
Этапы закалки стали
Закалка металла необходима во избежание потери прочности стали, создании пластичности, надежности материала. Неполное закаливание используется для инструментальной стали, для остальной — полная. Материал подвергается тер мической обработке. При этом применяется полиморфное превращение.
Этапы закаливания включают в себя нагревание, выдержку и охлаждение. Саму процедуру закаливания проводят в камерной печи без предварительного нагревания.
После закалки стали проводится отпуск, состоящий в нагревании материала до температурного режима, который лежит ниже линии фазового превращения, с последующим медленным снижением температурного режима. На термический результат обработки влияет следующий момент:
режим нагревания;
скорость температурного роста;
выдержка во время закаливания;
охлаждающая среда со скоростью температурного понижения.