Закалка стали

Операция термической обработки, заключающаяся в нагреве стали до температуры, находящейся в критическом интервале или выше него, выдержке при этой температуре и быстром охлаждении, называется закалкой стали. В результате получаются неравновесные структуры, так как быстрое охлаждение препятствует диффузионному протеканию фазовых превращений. Для углеродистой стали температура закалки находится на 30—50° С выше линии GSK.

При закалке стали аустенит превращается в мартенсит.

Закалка стали применяется для получения после соответствующего отпуска требуемых механических и физических свойств, для подготовки к последующей термической обработке (например, цементации), для получения однородной структуры и для повышения антикоррозионных свойств нержавеющей стали.

Структура стали после закалки зависит от содержания углерода и скорости охлаждения после нагрева.

При охлаждении стали в минеральном масле со скоростью 80—150° С в 1 сек получается структура, называемая тростит. Это механическая смесь феррита и очень размельченного цементита.

При охлаждении стали на воздухе со скоростью 40— 80° С в 1 сек получается также механическая смесь феррита И цементита. Однако в этом случае цементит нахо­дится в более крупных частицах. Такая смесь имеет наименование сорбит.

Закалка стали является сложной и ответственной операцией. Нагрев и охлаждение деталей производятся по строгим температурным режимам, устанавливаемым для данной марки стали исходя из назначения детали.

При неточном соблюдении этих режимов появляются дефекты, многие из которых не поддаются исправлению.

В результате нагрева деталей выше требуемой температуры происходит:

перегрев — увеличение зерен металла, снижающий его механические свойства;

пережог — появле­ние окалины на поверхности детали;

обезуглероживание — выгорание углерода на поверхностях детали.

Изотермическая закалка осуществляется охлаждением заготовок, нагретых выше точки S, в горячей ванне из щелочи, расплавленной селитры или горячего масла — до полного распада аустенита — и лишь после этого — охлаждением в воде. При правильно подобранной температуре горячей ванны и тщательном проведении процесса в результате изотермической закалки удается без последующего отпуска получить заданные механические характеристики. Применение изотермической закалки вместо обычной с отпуском позволяет повысить предел прочности, ударную вязкость и резко снизить чувствительность к надрезам. Вместе с тем сводится к минимуму коробление деталей.

Изотермическую закалку широко применяют вместо обычной для обработки ответственных деталей из высокопрочных сталей. Ее нельзя применять для заготовок большой толщины, а также имеющих

При нарушении установленной скорости охлаждения детали после закалки могут появиться так называемые закалочные трещины.