Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Отпуск быстрорежущей стали

Отпуск быстрорежущей стали

Отпуск быстрорежущей стали имеет целью: 1) снять значительные остаточные напряжения, образующиеся в стали в процессе закалки; 2) перевести остаточный аустенит закаленной стали в мартенсит и повысить ее твердость до 62—65 Rс; 3) перевести мартенсит, образующийся при закалке и называемый первичным, в более вязкий мартенсит отпуска, называемый вторичным.

Структура стали после отпуска состоит из мартенсита и карбидов.

Отпуск инструмента, в качестве общего правила, надо производить немедленно после закалки, для того чтобы остаточные напряжения не вызывали образования трещин, возникающих иногда не только в процессе охлаждения стали при закалке, но и после длительного выдерживания закаленного инструмента при комнатной температуре.

При отпуске закаленной быстрорежущей стали в интервале 250—400° твердость ее понижается, что связано с выделением субмикроскопических карбидов из аустенита и уменьшением напряженного состояния. После отпуска при более высокой температуре (500—580°) твердость стали возрастает, как это показывает диаграмма фиг. 58. Работы советских ученых и особенно С.С. Штейнберга и его учеников показали, что при нагреве быстрорежущей стали для отпуска в интервале температур 500—580° происходит процесс выделения части карбидов из аустенита, а при последующем охлаждении происходит превращение аустенита в мартенсит.

Отпуск быстрорежущей стали

Оптимальной температурой нагрева при отпуске является 550—570° для стали марок РФ1, ЭИ262 и ЭИ347 и 540—550° — для стали ЭИ184.

После одного отпуска длительностью час в структуре стали обычно сохраняется еще некоторое количество остаточного аустенита, в результате чего ее твердость и режущие свойства возрастают недостаточно. Для максимально полного перевода остаточного аустенита в мартенсит необходимо провести два-три отпуска для инструмента из стали РФ1 и ЭИ262. Такой многократный отпуск повышает вязкость стали и стойкость инструмента даже в тех случаях, когда твердость стали возрастает при этом незначительно. Так, например, сталь РФ1 получает после закалки твердость 60—63 Rс, а после первого отпуска продолжительностью час — твердость 62—63,5 Rс. В этом случае после второго и третьего отпусков твердость стали РФ1 достигает 63—65 Rс.

Сталь ЭИ184 необходимо часто подвергать большему количеству отпусков: трем—четырем, а иногда и более. Необходимость выполнения этих дополнительных отпусков возникает в случае более высокого нагрева стали ЭИ184 при закалке (1200°), создающего рост зерна и увеличивающего количество и устойчивость остаточного аустенита, или когда сталь ЭИ184 содержит в отдельных плавках хром и углеродно верхнему пределу: 0,9—1,0% С, 8,0—9,0% Cr.

На фиг. 59 приведена микроструктура стали ЭИ184 после закалки с нагревом 1200° (выдержка в соляной ванне 2 мин.) и трехкратного отпуска при 550°. Микрофотография показывает, что сталь ЭИ184 после отпуска сохранила значительное количество остаточного аустенита, внутри сильно выросших зерен которого образовались крупные иглы мартенсита. Твердость стали составила 54—56 Rс после закалки, 59—60 Rс после трехкратного отпуска и 62—62,5 Rс после пятикратного отпуска. Фасонный инструмент, изготовленный из стали, получившей такое крупное зерно, имеет низкую стойкость в работе ввиду значительной хрупкости.

В случае нагрева стали ЭИ184 при закалке в интервале 1160—1180° она получает твердость 62,5—64 Rс после трехкратного отпуска.

Микроструктура правильно закаленной и отпущенной стали РФ1 приведена на фиг. 60, а стали ЭИ184 — на фиг. 56.

Достаточно полный распад аустенита и необходимое повышение твердости в инструменте, изготовленном из стали марок РФ1 и ЭИ262, можно получить также в результате однократного отпуска продолжительностью 4—6 час. Исследования В.Я. Дубового показали, что стойкость резцов, изготовленных из стали РФ1 и прошедших трехкратный отпуск продолжительностью по одному часу, практически не отличается от стойкости таких же резцов, получивших после закалки однократный отпуск продолжительностью 4—5 час.

Однако фасонный инструмент получает лучшую стойкость после трехкратного отпуска продолжительностью примерно по часу, чем после длительного однократного отпуска, так как применение последнего не позволяет достаточно полно снять внутренние напряжения, образующиеся в результате превращения аустенита в мартенсит при охлаждении в процессе отпуска. Последующий нагрев при многократном отпуске снимает эти напряжения и повышает вязкость стали, что особенно необходимо в фасонном инструменте с тонкими режущими гранями.

Читайте так же:
Кнопка термозащиты отключения компрессора

По этим соображениям некоторые заводы производят третий отпуск инструмента, изготовленного из стали РФ1 и ЭИ262, не при 550°, а при 200—250°. Низкий отпуск не вызывает изменений в структуре, но снимает остаточные напряжения, образовавшиеся в стали в результате превращения остаточного аустенита в мартенсит в процессе предшествовавших высоких отпусков. Другие заводы производят подобный низкий отпуск в качестве дополнительного четвертого отпуска. Во всех этих случаях первые высокие отпуска имеют целью перевести остаточный аустенит в мартенсит и повысить твердость стали, а последний низший отпуск — снять остаточные напряжения.

П. Гордон, М. Кохен и Р. Роз в опубликованном в 1944 г. исследовании американской вольфрамомолибденовой стали (тип 3) указывают, кроме того, что устойчивость остаточного аустенита возрастает, если сталь передается для отпуска еще горячей, т. е. не полностью остывшей (до комнатной температуры) после закалки. В этом случае многократный отпуск необходим, так как однократный многочасовой отпуск не вызывает достаточно полного превращения аустенита.

В производственных условиях применение однократного, но продолжительного отпуска оправдывается главным образом для таких инструментов, изготовленных из стали РФ1 и ЭИ262, как резцы или крупные сверла в том случае, если отпуск их производят в больших печах, например шахтных электрических типа ПН31 и ПН32 или типа «Хомо», в которые загружают крупные партии инструмента. Прогрев инструмента в этих печах, а также загрузка, выгрузка и охлаждение его требуют значительного времени, более продолжительного, чем необходимая выдержка при каждом цикле многократного отпуска. В подобных случаях более экономично выполнение однократного отпуска с продолжительной выдержкой, чем многократного отпуска с небольшой выдержкой, но требующего двухкратного или трехкратного попеременного нагрева и охлаждения инструмента. Если же нагрев резцов и сверл можно производить в ваннах или небольших печах, то целесообразно сообщать многократный отпуск.

Инструмент, изготовленный из стали ЭИ184, должен во всех случаях проходить многократный отпуск для максимально полного разложения остаточного аустенита и получения высокой твердости.

Режим отпуска инструмента указан в табл. 22.

Инструмент простой формы и небольших размеров можно загружать в печь или соляную ванну без подогрева, а более массивный или сложный надо предварительно подогревать до 200—300° Допускается укладка инструмента для этой цели у порога печи или у борта ванны.

Продолжительность нагрева при отпуске зависит от размеров инструмента, величины садки и мощности печи.

При нагреве в ванне инструмента диаметром до 30—40 мм продолжительность выдержки при многократном отпуске принимают один час, после того как жидкой ванной будет достигнута требуемая температура (надо учитывать, что при загрузке в ванну значительной массы холодного металла температура ее понижается).

При нагреве более крупного инструмента продолжительность выдержки соответственно увеличивают.

При нагреве в печи продолжительность выдержки можно исчислять в один час после прогрева садки.

Отпуск сталей

Отпуск — это процесс термической обработки, заключающийся в нагреве закаленной стали до температур ниже точки Ас1, c целью получения равновесной структуры и заданного комплекса механических свойств.

Содержание

  • Низкий отпуск сталей
  • Средний отпуск
  • Высокий отпуск
  • Явление отпускной хрупкости
  • Отпуск быстрорежущих инструментальных сталей

После закалки сталь имеет структуру на основе мартенсита с тетрагональной искаженной кристаллической решеткой и остаточного аустенита, количество которого зависит от химического состава стали. При нагреве закаленной стали в ее структуре происходят фазовые превращения, которые можно показать в виде схемы.

Схема фазовых превращений при отпуске сталей

Схема фазовых превращений при отпуске сталей

НИЗКИЙ ОТПУСК СТАЛЕЙ

Низкий отпуск стали делают при температуре до 250°С. При этом процессе из мартенсита выделяется часть избыточного углерода с образованием мельчайших карбидных частиц (ε-карбидов). ε-карбиды выделяются в виде пластин или стержней и они когерентно связаны с решеткой мартенсита. Распад остаточного аустенита при низком отпуске происходит по механизму бейнитного превращения: образуется гетерогенная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и дисперсных карбидов. Продуктом низкого отпуска является мартенсит отпуска, который отличается от мартенсита закалки меньшей концентрацией углерода и наличием в нем карбидов (ε-карбидов), которые когерентно связаны с решеткой мартенсита.

Читайте так же:
Клин для колки дров винтовой

При температуре около 250°С начинается превращение карбида в цементит; при этом когерентность решеток α-твердого раствора мартенсита и карбидов нарушается.

Низкому отпуску подвергают инструментальные железоуглеродистые материалы (режущий и мерительный инструмент), а также стали, которые подвергались цементации, нитроцементации. Часто низкий отпуск делают для сталей после термообработки токами высокой частоты.

СРЕДНИЙ ОТПУСК

Средний отпуск проводится при температурах 350–400 °С. При этом из мартенсита выделяется весь избыточный углерод с образованием цементитных частиц. Тетрагональность (степень тетрагональности) решетки железа уменьшается, она становится кубической. В результате вместо мартенсита остается феррит. Такая феррито-цементитная смесь называется трооститом отпуска, а процесс, приводящий к таким изменениям, среднетемпературным отпуском. При среднем отпуске снижается плотность дислокаций и уменьшаются внутренние напряжения в стали.

Средний отпуск применяется при термообработке упругих деталей: рессор, пружин и др.

ВЫСОКИЙ ОТПУСК

Во время высокого отпуск (450-550°С и выше) в углеродистых сталях происходят изменения структуры, не связанные с фазовыми превращениями: изменяются форма, размер карбидов и структура феррита. С повышением температуры происходит коагуляция – укрупнение частиц цементита. Форма кристаллов постепенно становится сферической – этот процесс называется сфероидизацией.

Коагуляция и сфероидизация карбидов начинают происходить более интенсивно с температуры 400°С. Зерна феррита становятся крупными, и их форма приближается к равноосной. Феррито-карбидная смесь, которая образуется после отпуска при температуре 400–600 °С, называется сорбитом отпуска. При температуре, близкой к точке А1, образуется достаточно грубая феррито-цементитная смесь – перлит.

Высокий отпуск с температур 450-550°С применяется для большинства конструкционных сталей. Его широко используют при термообработке различных втулок, опор, крепежных изделий, работающих на растяжение-сжатие и других изделий, которые испытывают статические нагрузки.

ЯВЛЕНИЕ ОТПУСКНОЙ ХРУПКОСТИ

При отпуске некоторых сталей возможно протекание процессов, которые снижают ударную вязкость стали не меняя остальные механические свойства. Такое явление называется отпускной хрупкостью и наблюдается в температурных интервалах отпуска при 250–400ºС и 500–550ºС. Первый вид хрупкости называется отпускной хрупкостью Ι рода и является необратимым, поэтому стоит избегать отпуска сталей при этих температурах. Данный вид присущ практически всем сталям, легированным хромом, магнием, никелем и их сочетанием, и обусловлен неоднородным выделением карбидов из мартенсита. Второй вид отпускной хрупкости — отпускная хрупкость ΙΙ-го рода является обратимым. Отпускная хрупкость ΙΙ-го рода проявляется при медленном охлаждении легированной стали при температуре 500–550°С. Данная хрупкость может быть устранена повторным отпуском с большой скоростью охлаждения (в воде или масле). В этом случае устраняется причина этой хрупкости – выделение карбидов, нитридов, фосфидов по границам бывших аустенитных зерен. Устранение отпускной хрупкости легированных сталей возможно введением в них малых добавок молибдена (0,2–0,3 %) или вольфрама (0,5–0,7 %).

Графически эти виды хрупкости выглядят, как показано на рисунке.

Отпускная хрупкость при отпуске стали

Проявление отпускной хрупкости в сталях при отпуске

Практически все стали подчиняются закону: повышение температуры отпуска — снижение прочностных характеристик и повышение пластических, как показано на рисунке ниже.

Влияние температуры отпуска на механические свойства стали

Влияние температуры отпуска на механические свойства стали

Такая закономерность не касается быстрорежущих инструментальных легированных карбидообразующими элементами сталей.

ОТПУСК БЫСТРОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5 и др.) являются вольфрам, молибден, кобальт и ванадий — элементы, обеспечивающие теплостойкость и износостойкость при эксплуатации. Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуритному) классу. Под закалку эти стали нагревают до температуры выше 1200°С (Р18 до температуры 1270°С, Р6М5 — до 1220°С). Высокие температуры закалки необходимы для более полного растворения вторичных карбидов и получения аустенита высоколегированного хромом, молибденом, вольфрамом, ванадием. Это обеспечивает получение после закалки теплостойкого мартенсита. Даже при очень высоком нагреве растворяется только часть карбидов. Для этих сталей характерно сохранение мелкого зерна при высоких температурах нагрева.

Читайте так же:
Как сделать плавный пуск для циркулярной пилы

Железо и легирующие элементы "быстрорезов" имеют сильно отличающиеся свойства теплопроводности, поэтому при нагреве, для избежания трещин, следует делать температурные остановки. Обычно при 800 и 1050°С. При нагреве крупного инструмента первую выдержку делают при 600°С. Время выдержки составляет 5-20 мин. Выдержка при температуре закалки должна обеспечить растворение карбидов в пределе их возможной растворимости. Охлаждение инструмента чаще всего делают в масле. Для уменьшения деформации применяют ступенчатую закалку в расплавах солей с температурой 400-500°С. Структура "быстрорезов" после закалки состоит из высоколегированного мартенсита, содержащего 0,3-0,4%С, нерастворенных избыточных карбидов и остаточного аустенита. Чем выше температура закалки, тем ниже положение точек Мн, Мк и тем больше остаточного аустенита. В стали Р18 присутствует примерно 25-30% остаточного аустенита, в стали Р6М5 — 28-34%. Для уменьшения аустенита можно сделать обработку холодом, но как правило этого не требуется.

После закалки следует отпуск при 550 — 570°С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение за счет частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов легирующих элементов. Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустенита выделяются карбиды, что уменьшает его легированность, и поэтому при последующем охлаждении он претерпевает мартенситное превращение (Мн

150°С). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь аустенит перешел в мартенсит применяют двух и трехкратный отпуск. Время выдержки обычно составляет 60 минут.
При назначении режима нужно учитывать химические свойства элементов и периодичность выделения карбидов в зависимости от температуры. Например максимальная твердость стали Р6М5 получается за счет 3-х стадийного отпуска. Первый отпуск при температуре 350°С, последующие два при температуре 560-570°С. При температуре 350°С выделяются частицы цементита, равномерно распределенные в стали. Это способствует однородному выделению и распределению спецкарбидов М6С при температуре 560-570°С.

Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - image-10-1.png

Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

  • Выпуск стали. Трансформация стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств Отпуск — это операция нагрева закаленной стали для снижения остаточных напряжений и придания комплексу механических свойств, необходимых для длительной эксплуатации изделия. Отпуск осуществляется путем нагрева закаленных деталей на мартенсите до температуры ниже критической. В то же время, в зависимости от температуры нагрева, может быть получено состояние мартенсита, тростита или сорбита.

Эти состояния отличаются от закаленных состояний структурой и свойствами: при закалке цементит (троостит и сорбит) получают в виде тонкой пластины, такой как пластинчатый перлит, а при высвобождении он оказывается гранулированным или точечным, таким как гранулированный перлит. При отпуске закаленной стали в мартенсит в ней происходит метаморфоза, которая приводит к распаду мартенсита и образованию равновесного структурно-фазового состава.

Температура отпуска выбирается в зависимости от функционального назначения изделия. Существует три основные группы изделий, которые требуют «своего» специфического комплекса вязкостно-прочностных характеристик для их успешной эксплуатации. Первая группа: режущие и измерительные инструменты и штампы для холодной штамповки. От их материала требуется высокая твердость и небольшая вязкость. Вторая группа состоит из пружин и пружин из материалов, требующих сочетания удовлетворительной вязкости и высоких пределов упругости.

Третья группа включает в себя большинство механических компонентов, которые испытывают статические, особенно динамические или периодические нагрузки. Для длительной эксплуатации изделий из этих материалов требуется сочетание максимальной вязкости и достаточных прочностных характеристик. В зависимости от температуры нагрева различают три вида отпуска: низкий (низкий), средний (средний) и высокий (высокий). Преимуществом точечной структуры является лучшее сочетание прочности и plasticity. At низкий отпуск (нагрев до температуры 200-300° с) в структуре стали носит преимущественно мартенситный характер, кроме того, отделение карбидов железа от твердых растворов углерода в железе Б-и мелкий, что влечет за собой незначительное снижение твердости и повышение пластических и вязкостных свойств стали, а также снижение внутренних напряжений деталей.

  • Из-за низкого темперирования детали обычно выдерживают в течение определенного времени в масляной или соляной ванне. Низкий отпуск приложен для вырезывания, измеряя инструментов и шестерен. При среднем и высоком отпуске стали происходит переход из состояния мартенсита в состояние тростита или сорбита. Чем выше темперирование, тем ниже твердость закаленной стали, тем выше ее пластичность и вязкость. Высокий отпуск в стали для многих компонентов, подвергающихся воздействию высоких температур stresses…
Читайте так же:
Какая стиральная машинка лучше самсунг или лджи

So высокая закалка стали сочетание механических свойств, повышенная прочность, пластичность и прочность В некоторых сортах стали высвобождение происходит после нормализации. Это относится к мелкозернистой легированной предэвтектоидной стали (особенно никелевой), которая имеет высокую вязкость и плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для повышения обрабатываемости сталь приобретает большую структуру (за счет низкой критической скорости упрочнения никелевой стали) и одновременно повышенную твердость (для определения наилучшей обрабатываемости),

Целью отпуска является не просто снятие внутреннего напряжения закаленной стали. При низком отпуске мартенсит частично освобождается от пересыщенной его решеткой атомов углерода, а основой отпуска мартенсита является пересыщенный твердоуглеродистый раствор. Среднетемпературный (средний) отпуск проводят при температуре 350-450°С. размер частиц образующейся фазы очень мал, так как этот нагрев завершает распад мартенсита, а прочность ферритовых и диффузионных процессов при их нормальном составе и внутренней структуре недостаточна.

При таких условиях нагрева осуществляется высокотемпературный (высокий) отпуск при 500-650 ° с, а образование более крупных зерен феррита и цементита приводит к уменьшению плотности дислокаций и образованию остаточных напряжений. В результате высокого отпуска продукты разложения мартенсита, называемые отпускным сорбитом, имеют максимальную вязкость стали. Такой комплекс идеально подходит для механических деталей, которые подвергаются динамическим нагрузкам. Из-за этого преимущества, термическая обработка совмещая гасить и высокий закалять длиной была вызвана улучшением.

Помощь студентам в учёбе lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Как осуществляется закалка и отпуск стали

Закалка и отпуск стали проводятся с целью придания сплаву максимальной твердости, прочности и упругости. Обработанный металл обладают лучшими свойствами, чем обыкновенный материал, лучше переносит работу в неблагоприятных условиях и в агрессивных средах. Основной способ закалки состоит в нагревании стали до определенной температуры и поддержании достигнутого уровня в течение установленного времени, а затем резком охлаждении материала. Это позволяет подготовить металл к последующей эксплуатации.

Структура стали после закалки приобретает аустенитный вид. Это означает, что атомы углерода внедряются в кристаллическую решетку железа, что придает сплаву максимальную устойчивость связей и, как следствие, повышенную прочность на износ. Такой способ обработки является одним из самых дешевых методов продления эксплуатационного цикла использования стальных изделий. Он не требует применения дорогостоящих материалов, которые внедряют в сплав для улучшения физических и химических свойств.

Закалка стали

Закалка стали производится на том же оборудовании, что и выплавка, поэтому нет необходимости в покупке новых производственных линий или открытии дополнительных заводов. Этот метод был открыт человечеством еще в древние времена. Кузнецы, изготавливая различные изделия, нагревали их при помощи простейших плавильных печей, а затем резко опускали в емкость с холодной водой. Это делало продукцию намного прочнее. Современные виды закалки стали сделали огромный скачок в плане технологий, но суть осталась прежней.

Режимы закалки сталей

Существует несколько режимов закалки сталей. Каждый режим используется для обработки металла под конкретную отрасль производства. Все способы имеют свои достоинства и недостатки, и на текущий момент нет какого-либо универсального метода, лишенного слабых сторон. Поэтому рассмотрим все варианты. Первый подразумевает закалку углеродистой стали с применением одного охладителя. Это самый простой способ, так как не требует соблюдения каких-либо особых условий. Его недостатком является очень сильное закалочное напряжение, которое испытывает металл при обработке. Если неправильно рассчитать температурный режим, то закалка может привести к разрушению сплава.

Читайте так же:
Какой ключ нужен чтобы открутить

Второй метод подразумевает охлаждение металла в двух разных средах. Сначала нагретую сталь кладут в воду, где охлаждают до 300 градусов по Цельсию, а затем переносят в масло, где она проходит окончательное охлаждение. Это позволяет значительно снизить напряжение, но метод имеет сложную реализацию, так как трудно рассчитать, когда именно необходимо менять среду охлаждения.

Ступенчатая закалка применяется для небольших предметов. Она делается в несколько этапов. На первом горячее изделие помещают в расплав солей или металлов, который имеет температуру на 50 градусов выше точки начала мартенситного превращения. А когда температуры сплава и среды уравняются, сталь переносят в воду, где она окончательно остывает. Этот метод дает очень хорошие результаты, но требует дополнительных затрат на создание технологических условий.

Режимы закалки стали

Изотермическая закалка также подразумевает использование в качестве охлаждающей среды не воды или масла, а расплава солей или щелочей. Но в отличие от предыдущего метода здесь материал проходит полный цикл охлаждения в расплаве. Твердость стали после закалки такого типа является наивысшей, так как аустенит переходит в состояние цементита. Это означает, что атомы углерода еще более глубоко внедряются в структуру железа, создавая очень прочные межмолекулярные связи.

Последний способ — закалка с самоотпуском. Он подразумевает, что нагретую деталь помещают в охлаждающую среду, но не дают ей полностью остыть. Изделие вынимают из охладителя, вследствие чего поверхность снова нагревается за счет сохраненной внутренней теплоты. Такой способ позволяет получать особый вид стали, который сочетает твердость на поверхности и вязкость внутри. Все перечисленные режимы закалки стали используются в равной мере в зависимости от необходимости.

Частичная закалка стали

Также существуют методы частичной закалки одного изделия, когда определенная часть должна быть тверже остального металла. В частности такой обработке подвергается лезвие катаны и многих других режущих инструментов. Для правильной закалки очень важным условием является соблюдение правильного температурного режима на всех технологических этапах. Его выбор зависит от марки обрабатываемой стали и процентном соотношении различных примесей в сплаве.

Температура закалки стали должна быть на 30-50 градусов выше точки мартенситного превращения. Такой уровень позволяет достичь оптимальной активности атомов углерода, которые начинают перемещаться и внедряться в железо на межмолекулярном уровне. Быстрое охлаждение используется, чтобы сохранить этот эффект, так как при постепенной потере температуры углерод постепенно возвращается в исходное состояние и закалка не сохраняется.

Кроме перечисленных режимов существуют также отдельные виды обработки. Один из них — это поверхностная закалка стали. Она подразумевает обработку лишь верхних слоев металла без манипуляций с внутренним строением. Технология абсолютно идентична полной закалке, но необходимость нагрева лишь поверхностного слоя заставляет корректировать способы.

Способы повехностной закалки стали

Существует 4 основных метода поверхностной закалки: с индукционным нагревом при помощи высокочастотного тока, с электроконтактным нагревом, с нагревом при помощи газопламенных горелок и закалку при помощи использования электролитического раствора. Для обработки мелких деталей зачастую используют последний метод.

Термобработка стали

Для средних изделий применяются первые два, а для крупногабаритных элементов лучше всего подходит нагрев при помощи газовых горелок. Для охлаждения используют те же жидкости, что и при полной закалке. В редких случаях, для особо крупных конструкций применяются газовые холодильные установки. И последний вид обработки называется неполной закалкой стали. Он подразумевает медленное охлаждение нагретого материала, в результате чего часть атомов углерода успевают покинуть молекулярную сетку железа и вернуться к нормальному состоянию.

Таким образом, образуется частично закаленный металл. Такой тип обработки применяется, когда необходимо специально оставить в структуре материала слабые места. Этот подход используется в автомобильной промышленности для создания так называемой контролируемой деформации при аварии. Он разработан специально для уменьшения травматизма пассажиров и снижения количества смертельных случаев.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector