12. Об’ємне гартування сталі; охолоджувальні середовища.

Гартування (закалка) – це процес ТО, який полягає в нагріванні вище температур фазових перетворень з наступним швидким охолодженням (основні середовища: вода і масло).

Гартування поділяють на об’ємне та поверхневе.

До об’ємного гартування належать:

- неперервне (звичайне гартування);

- переривчасте (гартування у двох середовищах);

- ступінчасте гартування;

- ізотермічне гартування.

Звичайне гартування полягає в тому, що деталь охолоджують в одному середовищі до повного фазового перетворення АМ. Це гартування застосовують для деталей простої форми з низько та середньо вуглецевих сталей.

Переривчасте гартування проводиться у двох середовищах. При цьому нагріту деталь охолоджують спочатку у воді до температури трохи вище , а потім в більш м’якому середовищі – зазвичай в маслі або на повітрі. Це гартування забезпечує значно менші внутрішні напруження і дає гарні результати у випадку обробки великої кількості деталей з однаковими розмірами застосовують для середньо та високо вуглецевих сталей.

Недолік. Дуже важко визначити момент витягування деталей з води та перенесення в інше середовище.

Ступінчасте гартування полягає в охолодженні деталей зі швидкістю не нижче критичної до температур трохи вищих . потім іде витримка при цій температурі для вирівнювання температури по всьому перерізу і подальшому охолодженні на повітрі або в маслі. Такому гартуванню піддають інструмент невеликого перерізу з низько та середньо легованих сталей. Причому в якості охолоджуючих середовищ можуть використовуватись розплави солей.

Ізотермічне гартування полягає в швидкому охолодженні металів до зони проміжного перетворення, витримці в цій зоні, яка необхідна для повного закінчення перетворення і наступному охолодженні на повітрі.

Гартування проводять з метою підвищення твердості, міцності, зносостійкості виробів. В результаті утворюється структура мартенситу. Мартенсит має тетрагональну кристалічну решітку. Таке спотворення кристалічної решітки і надає структурі високої твердості.

Охолоджувальними середовищами при гартуванні є вода та масло.

Переваги води, як гартувального середовища – забезпечення великої швидкості охолодження – вище критичної.

Недоліком є те, що таке охолодження може призводити до виникнення великих внутрішніх напружень в середині виробів, які викликають короблення і навіть розтріскування виробів.

Масло в результаті охолодження охолоджує сталь у 10 разів повільніше, ніж вода. У верхньому інтервалі воно не забезпечує критичної швидкості охолодження і тим самим не дає змоги переохолодити аустеніт до мартенситного перетворення. Тому найчастіше після гартування у маслі сталі мають тростино-мартенситну структуру.

13. Хіміко-термічна обробка сталі: сутність і основні стадії.

Хіміко-термічна обробка (ХТО) полягає в дифузійному насиченні поверхневих шарів стальних виробів різними елементами при підвищених температурах. На відміну від термічної обробки ХТО супроводжується зміною хімічного складу поверхневого шару виробів.

Основні стадії ХТО:

1. Дисоціація – розпад вихідної речовини з виділенням насичуючого елементу в активно атомарному стані.

Наприклад: 2СО + , де - атомарний вуглець (чистий).

2. Адсорбція – захват поверхнею активних атомів насичуючого елементу.

3. Дифузія – проникнення насичуючого елементу в глибину виробу.