10.4. Отпуск закалённых сталей

Сталь после закалки имеет повышенную твёрдость, но одновременно и хрупкость, поэтому после закалки сталь всегда подвергают отпуску, с целью придания стали более равновесной структуры и более высокой пластичности. Различают отпуск низкий, средний и высокий.

При низком отпуске сталь нагревают примерно до двухсот градусов по Цельсию. При этом мартенсит превращается в мартенсит отпуска. Твёрдость стали несколько снижается, а пластичность и ударная вязкость возрастает. Низкому отпуску подвергает инструмент.

Средний отпуск производят при температуре четыреста градусов по Цельсию, при этом сталь приобретает структуру троостита отпуска. Такой отпуск производят тогда, когда необходимо сочетать достаточную твёрдость, пластичность и вязкость.

Высокий отпуск производят при температуре шестьсот градусов по Цельсию, при этом сталь приобретает структуру сорбита отпуска. Получается оптимальное сочетание твёрдости, прочности и вязкости.

Термическую обработку, заключившуюся в сочетании с высоким отпуском, в ходе которого происходит оптимизация структур и свойств называют улучшением.

10.5. Поверхностная закалка

Она состоит в нагреве поверхностного слоя стали до температур выше фазовых превращений с последующим его быстрым охлаждением. В ходе такой закалки поверхностный слой изделия приобретает повышенную твёрдость, а сердцевина остаётся такоё же не вязкой.

Нагрев под закалку обычно производят токами высокой частоты, иногда также используют плазменные горелки или лазерное излучение. При нагреве высокой частоты стальную деталь помещают в так называемый индуктор, который представляет собой катушку из медной трубки, внутри которой циркулирует охлаждающаяся вода.

При прохождении по индуктору переменного тока в детали изделия возникает переменное магнитное поле вихревых токов. Эти токи протекают в основном по поверхности детали и разогревают поверхностный слой. Глубина поверхностного слоя зависит от частоты тока.

Чем больше частота, тем меньше глубина. Для высокой частоты закалки обычно используют генераторы переменного тока с частотой от пятисот Герц до одного Мегагерц. После разогрева поверхностный слой охлаждают, распыляя на его поверхность охлаждающую жидкость-воду.

ТВЧ закалку обычно применяют для обработки различных валов, где необходима твёрдая поверхность и хрупкая сердцевина.

Иногда сочетают термообработку с насыщением поверхностного слоя с каким-то элементом.

Такой способ называется химико-термической обработкой. Если насыщают углеродом - цементация, азотом - азотирование, др. - нитроцементация.

89