Закалка стали

Чтобы придать стали конкретных рабочих качеств целые десятилетия проходит термическая обработка. Сегодня, как и несколько веков назад, закалка стали учитывает нагрев металла и его дальнейшее охлаждение в конкретной обстановке. Температура нагрева стали под закалку должна быть подобрана в согласии с составом металла и механическими качествами, которые необходимо получить. Ошибки которые появились при подборе режимов закалки приведут к повышению хрупкости структуры или мягкости слоя поверхности. Собственно поэтому рассмотрим способы закалки стали, характерности используемых технологий, а еще иные моменты.

Какой бывает закалка метала?

Зачем необходима закалка стали знали еще древние кузнецы. Хорошо подобранная температура закалки стали дает возможность менять главные характеристики эксплуатации материала, так как происходит переустройство структуры.

Закалка – термическая обработка стали, которая сегодня проходит с целью улучшения механических качеств металла. Процесс построен на перестроении атомной решётки за счёт влияния большой температуры с дальнейшим охлаждением.

Технология закалки стали дает возможность придать дешевым сортам металла очень большие рабочие качества. Благодаря этому уменьшается стоимость изготавливаемых изделий, увеличивается доходность налаженного производства.

Главные цели, которые преследуются при проведении закалки:

1. Увеличение твердости слоя поверхности.
2. Увеличение прочностного показателя.
3. Уменьшение пластичности до необходимого значения, что намного повышает сопротивление на изгиб.
4. Снижение веса изделий при сохранении прочности и твердости

Есть очень разные методы закалки стали с дальнейшим отпуском, которые значительно друг от друга отличаются. Самыми основными режимами нагрева можно назвать:

1. Температуру нагрева.
2. Время, требующееся для нагревания.
3. Время выдержки металла при установленной температуре.
4. Скорость охлаждения.

Изменение параметров стали при закалке как правило проходит в зависимости от всех приведенных выше критериев, но наиболее значимым называют температуру нагрева. От нее зависит то, как произойдет перестроение атомной решётки. Например, время выдержки при закалке стали подбирается в согласии с тем, какой прочностью и твердостью должно владеть зубчатое колесо для обеспечения долгой эксплуатации в условиях высокого износа.

Цвета закалки стали

При рассмотрении того, какие стали подвержены закалке необходимо учесть, что температура нагрева зависит от уровня содержания углерода и разных примесей. Единицы закалки стали представлены самой большой температурой, а еще временем выдержки.

При рассмотрении этого процесса изменения ключевых свойств эксплуатации необходимо учесть приведенные ниже моменты:

1. Закалка направлена на увеличение твердости. Впрочем с увеличением твердости металл становится и очень хрупким.
2. На поверхности может возникать слой окалины, так как потеря углерода и прочих примесей у поверхностных слоев больше, чем в середине. Толщина этого слоя принимается во внимание при расчета припуска, самых больших размеров будущих деталей.

Делается закалка углеродистой стали с учетом того, с какой скоростью будет проходить охлаждение. При несоблюдении разработанных технологий может появиться ситуация, когда перестроенная атомная решётка перейдет в переходное состояние. Это значительно ухудшит главные качества материала. Например, охлаждение со слишком высокой скоростью оказывается основой появления трещин и разных недостатков, которые не дают возможность применять заготовку в последующем.

Процесс закалки сталей учитывает использование камерных печей, которые могут обогревать среду до температуры 800 градусов по Цельсию и поддерживать ее в течении долгого периода. Это дает возможность увеличить время закалки стали и увеличить качество приобретаемых заготовок. Некоторые стали под закалку годятся лишь при условии нагрева среды до температуры 1300 градусов по Цельсию, для чего проходит установка других печей.

Отдельная технология разрабатывается для случая, когда заготовка имеет тонкие стены и грани. Представлена она поэтапным нагревом.

Полную закалку применяют как правило для сталей и деталей, которые не склонны к трещине или короблению.

Очень часто технология поэтапного нагрева учитывает достижение температуры 500 градусов по Цельсию на первой стадии, после этого выдерживается конкретный временной промежуток для обеспечения равномерности нагрева и проходит температурное увеличение до критического значения. Холодная закалка стали не приводит к перестроению всей атомной сетки, что определяет только несущественное увеличение рабочих свойств.

Как раньше было отмечено, существуют самые разные виды закалки стали, однако всегда необходимо обеспечить равномерность нагрева. В другом случае перестроение атомной решётки будет проходить так, что появляются серьезные изъяны.

Методы устранения образования окалины и критического снижения концентрации углерода

Назначение закалки стали проходит с учетом того, какими качествами должна владеть деталь. Процесс перестроения атомной сетки связан с немалыми рисками возникновения самых разных недостатков, что принимается во внимание на шаге разработки тех. процесса.

Даже самые популярные методы, например, закалка стали в водной массе, отличительно возникновения окалины или важного увеличения хрупкости структуры при снижении концентрации углерода. В большинстве случаев закалка стали проходит уже после завершальной обработки, что не дает возможность удалить даже небольшие дефекты. Собственно поэтому были разработаны технологии, которые уменьшают вероятность возникновения окалины или трещин. Примером можно назвать технологию, когда закалка стали проходит в обстановке защитного газа. Впрочем непростые способы закалки стали намного увеличивают стоимость проведения процедуры, так как газовая среда достигается во время установки печей с большой степенью герметичности.

Самая простая технология, при которой проходит закалка углеродистой стали, учитывает использование чугунной стружки или отработанного карбюризатора. В этом случае сталь под закалку помещают в емкость, заполненную рассматриваемыми материалами, после этого только проходит нагрев. Температура закалки несущественно корректируется с учетом созданной оболочки из стружки. Технология учитывает обмазывание емкости с наружной стороны глиной для того, во избежание попадание кислорода, благодаря чему начинается процесс окислений.

Температура нагрева стали при термической обработке

Как раньше было отмечено, термическая обработка учитывает и охлаждение сталей, для чего может применяться не только водяная, однако, например, и соляная ванная. Во время использования кислот в качестве охлаждающей жидкости одним из требований считается периодичное раскисление сталей. Этот процесс дает возможность исключить вероятность снижения критерия концентрации углерода в поверхностном слое. Чтобы провести процесс раскисления применяется борная кислота или кокс. Также необходимо помнить про то, что процесс раскисления сталей приводит к возникновению пламя на заготовки во время ее опускания в ванную. По этому при закалке, закалкой сталей с использованием соляных ванн нужно выполнять разработанную технику безопасности.

Анализируя эти способы термообработки с дальнейшим охлаждением нужно сказать, что они намного увеличивают отпускная цена заготовки. Впрочем на данный момент охлаждение в водной массе или закалка при заполнении камеры кислородом не дают возможность увеличить критерии параметров стали без возникновения недостатков.

Закалка стали — тех. процесс

Процедура охлаждения

Анализируя все разновидности закалки стали необходимо учесть, что не только температура нагрева оказывает сильное влияние на структуру, но и время выдержки, а еще процедура охлаждения. На протяжении долгого времени для охлаждения сталей применяли обыкновенную воду, в ее составе нет немалого количества примесей. Необходимо учесть, что примеси в водной массе не дают возможность провести полную закалку с соблюдением скорости охлаждения. Комфортной температурой воды, применяемой для охлаждения закалённой детали, считают критерий 30 градусов по Цельсию. Впрочем необходимо учесть, что жидкость подвергается нагреву при опускании раскаленных заготовок. Холодная проточная вода не может применяться при охлаждении.

В большинстве случаев применяют воду при охлаждении для получения не ответственных деталей. Связывают это с тем, что изменение атомной сетки в этом случае в большинстве случаев приводят к короблению и образованию трещин. Закаливание с дальнейшим охлаждением в водной массе проводят в приведенных ниже случаях:

1. При цементировании металла.
2. При верхней закалке.
3. При простой форме заготовки.

Детали после завершальной обработки таким образом не охлаждаются.

Чтобы придать необходимой твердости заготовкам замысловатой формы применяют охлаждающую жидкость, которая состоит из каустической соды, нагреваемой до температуры 60 градусов по Цельсию. Необходимо учесть, что закаленное железо во время использования этой охлаждающей жидкости приобретает более светлый оттенок. Профессионалы уделяют внимание важности выполнения техники безопасности, так как могут выделяться опасные вещества при нагревании рассматриваемых веществ.

Процесс закалки стали

Тонкостенные детали также подвержены обработке термическим путем. Закалочное влияние с дальнейшим неправильным охлаждением приводит к тому, что концентрация углерода снизиться до критических значений. Выходом из получившейся ситуации становится применение минеральных масел в качестве охлаждающей среды. Применяют их из-за причины того, что масло содействует одинаковому охлаждению. Впрочем попадание воды в состав масла оказывается основой образования трещин. По этому заготовки должны подвергаться охлаждению во время использования масла с соблюдением мер безопасности.

Анализируя назначение минеральных масел в качестве охлаждающей жидкости необходимо учесть и определенные минусы такого способа:

1. Выполняя режимы нагрева можно сделать ситуацию, когда раскаленная заготовка соприкасается с маслом, что приводит к выделению вредоносных веществ.
2. В конкретном интервале влияния большой температуры масло может воспламениться.
3. Аналогичный способ охлаждения дает возможность выдержать требуемую твердость, измеряемую в конкретных единицах, а еще избежать образования трещин в структуре, но на поверхности остается налет, убирание которого также создаёт очень очень много проблем.
4. Само масло в течении определенного времени теряет собственные свойства, а его стоимость очень большая.

Какие собственно жидкости применяют для охлаждения стали?

Приведенная выше информация определяет то, что жидкость и режим охлаждения подбираются все зависит от формы, размеров заготовки, а еще того, насколько хорошей должна быть поверхность после закалки. Смешанным способом охлаждения именуется процесс использования нескольких жидкостей охлаждения. Примером можно назвать закалку детали замысловатой формы, когда в первую очередь охлаждение проходит в водной массе, а потом масляной ванне. В данном случае принимается во внимание то, до какой температуры на каком шаге охлаждается металл.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.