Закалка стальных деталей



Закалка – самый распространенный способ термообработки стальных деталей. Закалке подвергают крепежные детали (болты, гайки, шайбы, винты), валы и шестерни, пружины и штампы, резцы и сверла, фрезы и другие инструменты. При помощи закалки и последующего отпуска можно изменить свойства стали в очень широком диапазоне. Основная операция технологического процесса закалки заключается в нагреве деталей немного выше критических температур и последующего быстрого охлаждения. Целью закалки в большинстве случаев является повышение прочности и твердости стальных деталей. В качестве охлаждающих сред используют воду, масло, соляные и щелочные растворы. При указанной технологии термической обработки происходит понижение вязкости и пластичности стали, но эти характеристики возможно восстановить при последующем отпуске. Закалка представляет собой наиболее сложный вид термической обработки по той причине, что она происходит при очень высоких скоростях охлаждения, из-за чего в структуре материала деталей происходит образование высоких механических напряжений. По этой причине даже небольшое отклонение от заданного режима обработки может привести к появлению брака в партии готовых деталей.

Закалка деталей происходит в процессе их нагревания до температур, превышающих величину критической температуры, при которой происходит образование аустенита из перлита. Перлит представляет собой равномерную механическую смесь из основных структурных составляющих железоуглеродистых сплавов. Аустенит – твердый раствор, содержащий не более 2% углерода и других примесей в гамма-железе. Температура нагрева деталей (крепежных изделий) при закалке в первую очередь определяется процентным содержанием в стали углерода. Различают два основных вида обработки: полную закалку и неполную закалку.

Полная закалка деталей выполняется при нагревании до температуры, превышающей критическую на 40-50 градусов. При таком нагреве сталь получает аустенитную структуру, которая при последующем быстром охлаждении будет преобразована в мартенсит. Мартенсит представляет собой перенасыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе, обладающий высокой твердостью и низкой пластичностью.

При нагревании стали до температур 760-780 градусов структура стали будет включать в свой состав аустенит и цементит (химическое соединение железа с углеродом). В результате быстрого охлаждения аустенит перейдет в мартенсит, а цементит в неизменном виде сохранится в структуре закаленной детали. Следовательно, после термообработки сталь будет иметь структуру мартенсита и цементита, и в этом случае имеет место неполная закалка деталей.




           

comments powered by Disqus