загартування сталі

Конструкційні стали піддають гарту і відпустки для підвищення міцності і твердості, отримання високої пластичності. в'язкості і високої зносостійкості. а інструментальні - для підвищення твердості і зносостійкості. Верхня межа температур нагрівання для заевтектоідних сталей обмежується, так як призводить до зростання зерна, що знижує міцність і опір крихкому руйнуванню.

Основними параметрами є температура нагріву і швидкість охолодження. Тривалість нагрівання залежить від нагрівального пристрою, за дослідними даними на 1 мм перерізу витрачається: в електричній печі - 1,5 ... 2 хв .; в полум'яній печі - 1 хв .; в соляній ванні - 0,5 хв .; в свинцевою ванні - 0,1 ... 0,15 хв.

За температурі нагріву розрізняють види загартування:

Застосовують її для доевтектоїдних сталей. Зміни структури стали при нагріванні і охолодженні відбуваються за схемою:

Неповна гарт доевтектоїдних сталей неприпустима, так як в структурі залишається м'який феррит. Зміни структури стали при нагріванні і охолодженні відбуваються за схемою:

2. Неповна з температурою нагріву на 30 ... 50 o С вище критичної температури А1:

Застосовується для заевтектоідних сталей. Зміни структури стали при нагріванні і охолодженні відбуваються за схемою:

Заевтектоідние стали перед загартуванням обов'язково піддають відпалу - сфероїдизації, щоб цементит мав зернисту форму.

Охолодження при загартуванню

Для отримання необхідної структури вироби охолоджують з різною швидкістю, яка у великій мірі визначається охолоджуючої середовищем, формою вироби і теплопровідністю стали.

Режим охолодження повинен виключити виникнення великих гартівних напружень. При високих швидкостях охолодження при загартуванню виникає внутрішня напруга, які можуть привести до викривлення і розтріскування.

Внутрішня напруга, врівноважується в межах макроскопічних частин тіла, називаються напруженнями I роду. Вони відповідальні за перекручування форми (викривлення) і утворення тріщин при термообробці. Причинами виникнення напружень є:

• відмінність температури по перетину виробу при охолодженні;
• різночасне протікання фазових перетворень в різних ділянках вироби.

Для попередження утворення тріщин необхідно уникати напруг, що розтягують в поверхневих шарах вироби. На характер розподілу напружень при загартуванню, крім режиму охолодження, впливає і температура нагрівання під загартування. Перегрів сприяє утворенню гартівних тріщин, збільшує деформації.

Як охолоджуючих середовищ при загартуванні використовують воду при різних температурах, технічні масла, розчини солей і лугів, розплавлені метали.

Найвищої і рівномірної охолоджуючої здатністю відрізняються холодні 8 ... 12% -ні водні розчини NaCl і NaOH. Вони миттєво руйнують парову сорочку і охолодження відбувається більш рівномірно і на стадії бульбашкового кипіння.

Збільшення охолоджуючої здатності досягають при використанні струминного або душового охолодження, наприклад, при поверхневому загартуванню.

При виборі охолоджуючої середовища необхідно враховувати закаливаемость і прокаліваемость стали.

Чим менше критична швидкість загартування, тим вище прокаліваемость. Укрупнення зерен підвищує прокаливаемость. Якщо швидкість охолодження в серцевині вироби перевищує критичну то сталь має наскрізну прокаливаемость. Нерозчинні частинки і неоднорідність аустеніту зменшують прокаліваемость. Характеристикою прокаливаемости є критичний діаметр.

Критичний діаметр - максимальний перетин, прожарюють в даному охолоджувачі на глибину, рівну радіусу вироби.

З введенням в сталь легуючих елементів закаливаемость і прокаліваемость збільшуються (особливо молібден і бор, кобальт - навпаки).