Закалка стали. Технологические режимы термообработки

1.

2.

Закалкой называется
нагрев стали до
температуры выше
критических,
выдержка при этой
температуре и
последующее быстрое
охлаждение.
В результате закалки
повышаются
твердость, прочность,
упругость,
износостойкость и
другие механические
свойства.

3.

Цель закалки стали – это получение
мартенситной структуры, без продуктов
распада аустенита.

4.

Технологические режимы термообработки:
• температура нагрева; скорость нагрева
время выдержки;
• среда нагрева; скорость охлаждения.

5.

В зависимости от условий
нагрева различают
полную и неполную
закалку стали.
При полной закалке сталь
полностью переводится в
аустенитное состояние.
При неполной закалке в
структуре могут сохраняться
не растворившиеся при
нагреве феррит, цементит и
другие карбиды.

6.

7.

Время нагрева зависит от сечения деталей и
заготовок, конструкции и мощности
нагревательных устройств

8.

После нагрева деталей до
заданной температуры
осуществляется выдержка до
полного фазового
превращения и прогрева по
всему сечению

9.

От скорости
охлаждения при
закалке зависят
структура и
свойства
закаливаемых
деталей.
Скорость
охлаждения, при
которой структура
аустенита
превращается в
структуру закалки
(мартенсит),
называется
критической
скоростью
закалки.

10.

В качестве закалочных сред
применяются следующие
растворы и жидкости:
вода, водный раствор
поваренной соли, масло,
воздух, минералы и другие
материалы.

11.

По силе действия
охладители
подразделяются на
следующие
группы:
• слабые —
струя воздуха,
расплавленные
соли, горячая и
мыльная вода;
• умеренные —
веретенное масло,
трансформаторное
масло, расплавленные
соляные ванны с 1 %
воды;

12.

• среднедействующие — растворы в
холодной воде извести, глицерина и
жидкого стекла;
• сильные — чистая холодная вода,
поваренная соль в растворе холодной
воды, дистиллированная вода

13.

Скорость охлаждения
также зависит от
способа охлаждения
(погружения)
закаливаемой детали. В
этом случае при
погружении
закаливаемой детали в
воду или масло
различают три стадии
охлаждения:

14.

• возникновение паровой рубашки,
препятствующей дальнейшей отдаче
теплоты (пленочное кипение);
• разрушение паровой рубашки и
увеличение скорости охлаждения
(пузырьковое кипение);
• конвекция охлаждающей жидкости,
которая проходит при температуре
ниже температуры кипения.

15.

Тот или иной вид охлаждающей
среды выбирается в зависимости
от технологической
целесообразности, химического
состава металла детали,
требуемых физикомеханических свойств.

16.

Вода и ее растворы являются
более сильными охладителями.
При этом вода имеет
существенные недостатки. При
повышении температуры воды в
процессе закалки ее
охлаждающая способность
резко падает.

17.

В зависимости от условий охлаждения
различают закалку:
в одном охладителе
в двух средах
изотермическую
ступенчатую и др.

18.

• Закалка в одной среде
Нагретое изделие опускают в охлаждающую среду,
где оно остается до полного остывания
Это самый простой по исполнению метод закалки,
но его можно применять только для сталей с
небольшим (до 0,8%) содержанием углерода либо
для деталей простой формы.
Детали сложной формы могут покоробиться или
даже получить трещины

19.

Ступенчатая закалка
изделие охлаждают до 250-300С в соляном растворе с выдержкой 2-3
минуты для снятия термических напряжений, а затем завершают
охлаждение на воздухе.
это позволяет не допускать появления трещин или
коробления деталей.

20.

Закалка в двух средах
Начинается быстрым охлаждением в воде и
завершается медленным — в масле.
Обычно такую закалку используют для
изделий из инструментальных сталей.
Основная сложность заключается в расчете
времени охлаждения в первой среде.

21.

При изотермической закалке стали ей даётся
так называемая изотермическая выдержка,
при которой происходит превращение
аустенита в др. структуры (перлит, бейнит).

22.

• Закалку легированной стали производят в
минеральных маслах.
• Главное преимущество масляных ванн
заключается в том, что скорость охлаждения не
зависит от температуры масла: при температуре
20 градусов и 150 градусов изделие будет
охлаждаться с одинаковой скоростью.