4.5. Закалка стали

Закалкой называется технологический процесс термической обработки, применяемый для получения высоких механических свойств стальных изделий за счет изменения их структуры. Закалка состоит в нагревании изделия до определенной температуры, выдержке при этой температуре для ее выравнивания по всему сечению изделия и быстром охлаждении. Применяют следующие виды закалки: в одном или двух охладителях, струйчатую, ступенчатую и изотермическую.

Способ нагревания стали оказывает большое влияние на весь дальнейший процесс термической обработки. Перед нагреванием стали для закалки следует прежде всего определить вид и сорт стали. Если сталь не подвергалась отжигу, следует ее отжечь. Сталь необходимо очистить от грязи и следов жира.

Чем меньше в стали содержание углерода, тем выше температура нагревания.

Нагрев изделий под закалку производят одним из трех способов: в печах с газовой атмосферой – мазутных, нефтяных, газовых, электрических; в ваннах с жидкими средами – расплавленными солями или металлами; токами высокой частоты.

Скорость нагрева изделий зависит от способа их укладки, массы загружаемых в печь или ванну изделий, от их габаритных размеров и теплопроводности.

Время нагрева до 800 °C цилиндрических деталей на 1 мм диаметра в электропечах составляет примерно 40–50 с, а в мазутных и нефтяных печах – 35–40 с.

В качестве жидких сред для нагрева до 800 °C применяются свинцовые или соляные ванны. Время нагрева в свинцовой ванне на 1 мм диаметра составляет 6–8 с, а в соляных – 12–15 с.

Выдержка изделия при температуре закалки необходима для выравнивания температуры по всему сечению и обеспечения завершения происходящих при этом структурных превращений. Время выдержки зависит от химического состава стали, ее теплопроводности, величины, формы и массы закаливаемых изделий. На практике время выдержки принимают равным 20–30 % от общего времени нагрева до заданной температуры.

Изделие следует правильно уложить в печи или в ванне, чтобы избежать деформирования.

Нагревание должно быть постепенным (следует избегать случайного подъема температуры) и производиться таким образом, чтобы нагревалась вся масса материала (изделия нужно часто переворачивать). За нагреванием стали необходимо наблюдать, чтобы избежать перегрева и пережога. Для предотвращения окисления стали может быть использована нейтральная атмосфера в камере печи.

Время и температура нагревания стали для закалки зависит от вида и сорта стали, от массы и формы изделия. Например, сталь углеродистая постепенно нагревается от 0 до 350 °C, а после достижения этой температуры ее можно быстро подогревать до температуры закалки.

При нагревании стали происходят структурные изменения, которые, в зависимости от времени выдержки при данной температуре, оказывают большое влияние на механические свойства стали. Применение неправильного способа или метода нагревания стали ведет к окислению или обезуглероживанию поверхности, что вызывает изменение свойств стали. Избежать таких нежелательных явлений можно при использовании для нагревания электрических печей.

Для предохранения изделий при нагревании от окисления и обезуглероживания в рабочем пространстве печи создают защитную нейтральную газовую среду Если невозможно создать защитную газовую среду изделия для нагрева упаковывают в ящики с отработанным карбюризатором, пережженным асбестом, неокисленной чугунной стружкой или наносят на изделие обмазку.

В зависимости от требований, предъявляемых к изделиям, применяют следующие способы закалки: в одной и двух жидкостях или жидких средах – вода, масло; ступенчатую – охлаждение в расплавленной соли и на воздухе; изотермическую – охлаждение в расплавленной соли с температурой около 300 °C до полного превращения аустенита, а затем в воде или на воздухе.

Для получения твердого поверхностного слоя, мягкой и пластичной сердцевины применяют закалку с самоотпуском (для закалки инструмента).

Для уменьшения внутренних термических напряжений и деформации при закалке применяется закалка с подстуживанием.

К охлаждающим жидкостям относятся масла (специальное масло для закалки, машинное или веретенное масло), вода, а также различного рода растворы (мыла, кислоты или поваренной соли в воде и др.). Растительное масло для закалки не используют.

Способ охлаждения и вид охлаждающей жидкости при закалке стали зависит от сорта и марки стали, от требуемой степени закалки, а также от конфигурации и величины закаливаемой детали.

Похожие книги из библиотеки

Домашний слесарь

Мастер на все руки, Николай Михалыч даст вам массу полезных советов, которые помогут за короткое время справиться с маленькими техническими неполадками в вашем доме. Вы узнаете, как плавить металл с помощью пылесоса, как сверлить жесть и как извлечь мелкие детали из щели. Вы сможете правильно выбрать необходимые инструменты, сделать уютным свое рабочее место, а также намотаете на ус правила техники безопасности. Необходимо починить унитаз, ванну, водопроводный кран? С Михалычем это проще простого!

500 полезных советов рачительному хозяину

Хотите стать рачительным хозяином, для которого нет проблем самостоятельно сделать мелкий бытовой ремонт и выполнить любую мужскую работу по дому: будь то окраска пола или заточка ножниц? Тогда эта книга — для вас! В ней Михалыч делится секретами о том, как отремонтировать мягкую мебель, сварить столярный клей, построить ледяной склад и даже сделать в домашних условиях надувной матрас! Следуя приведенным в ней простым рекомендациям, вы сэкономите кучу денег и получите удовлетворение от хорошо выполненной работы.

Резьба по дереву. Техники, приемы, изделия

Если вы решили освоить старинное искусство декоративной резьбы по дереву, эта книга для вас. Свойства древесины, способы подготовки материала, необходимые инструменты и приспособления, основные приемы и техники резьбы (от простых к сложным), методы отделки готовых изделий, образцы узоров – издание будет полезно не только начинающим резчикам, но и опытным мастерам.

Современный монтаж электропроводки и теплых полов

При строительстве дома, дачи, ремонте квартиры, настилке теплых полов необходимо в первую очередь провести электромонтажные работы. В настоящем издании рассказывается, как правильно и достаточно просто можно осуществить монтаж электропроводки в вашем доме, даны исчерпывающие рекомендации о правилах ее эксплуатации, наглядно показаны схемы и подробные иллюстрации по выбору и подключению электроустройств и всей необходимой фурнитуры.