ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Закалка из "Металловедение " КОСТЬ после закалки низкие. Закалке, в частности, подвергают режущий инструмент, шпильки турбин и арматуры и ряд других деталей. Обычно после закалки проводят отпуск для снятия остаточных напряжений, повышения ударной вязкости и пластичности. [c.141] Нагрев доэвтектоидной стали при закалке ведут до температуры на 20—50 град выше Лсд с последующим резким охлаждением. В результате закалки доэвтектоидной стали получают мар-тенситную структуру. Она обеспечивает наибольшую прочность и твердость. Заэвтектоидную сталь нагревают на 20—50 град выше Асх и также резко охлаждают. Структура этой стали, обеспечивающая наиболее высокую твердость, — мартенсит с вторичным цементитом. Напомним, что цементит тверже мартенсита. Твердость его составляет около 800 НВ. Область оптимальных температур нагрева углеродистых сталей под закалку показана на рис. 83 (заштрихованная полоса). [c.141] Рассмотрим, почему указанный интервал температур является оптимальным. [c.141] Нагрев доэвтектоидной стали под закалку ниже Асз, но выше Асу приводит к частичной закалке. Зерна, которые в процессе нагрева и выдержки превратились в аустенит, после резкого охлаждения превратятся в мартенсит. Твердость мартенсита в стали, содержащей 0,5% углерода, составляет около 650 НВ. Но наряду с мартенситом сохраняются не претерпевшие превращения при нагреве зерна мягкого феррита (твердость около 80 НВ). Такая структура является браком закалки. Нагрев до температуры, значительно превышающей Асд, может вызвать перегрев или даже пережог. Поэтому для доэвтектоидной стали оптимальным является нагрев под закалку на 20—50 град выше Лсд. [c.141] Заэвтектоидные стали применяют преимущественно для изготовления режущего инструмента и деталей, которым необходима высокая твердость. [c.141] Чтобы произошло превращение аустенита в мартенсит, сталь после нагрева и выдержки при температуре закалки необходимо охладить со скоростью выше критической. [c.142] В области высоких температур (расположенных выше области наименьшей устойчивости аустенита) выгодно охлаждение стали вести с умеренной скоростью. Для среднеуглеродистых сталей область наименьшей устойчивости аустенита находится между 650 и 500° С. При более высоких температурах аустенит относительно устойчив, и его преждевременного распада не произойдет. В то же время при плавном охлаждении в области высоких температур происходит выравнивание температуры по сечению и уменьшаются температурные напряжения. Меньше вероятность коробления. Сталь еще очень пластична, и опасности образования трещин нет. [c.142] В области наименьшей устойчивости аустенита охлаждение должно происходить быстро во избежание распада аустенита с образованием троостита. [c.142] Ниже этих температур сталь желательно охлаждать опять замедленно, так как устойчивость аустенита повышается. При 300° С и ниже быстрое охлаждение особенно опасно вследствие того, что сталь становится менее пластичной, чем при высоких температурах. Температурные напряжения суммируются с напряжениями, возникающими при превращении аустенита в мартенсит. При быстром охлаждении увеличивается опасность образования трещины коробления. [c.142] На практике в качестве закалочных сред применяют воду, минеральные масла, растворы солей и щелочей в воде и т. д. Наиболее резко охлаждают растворы солей и щелочей. Опасность образования закалочных трещин при использовании масла уменьшается, так как в интервале температур мартенситного превращения скорость охлаждения в нем более низкая. [c.142] Если необходимо охлаждение со скоростями, промежуточными между скоростями охлаждения в воде и масле, то применяют масляные эмульсии, растворы мыла или глицерина. [c.142] Из-за неравномерного и быстрого охлаждения, а также из-за разновременности превращения аустенита в мартенсит в детали возникают остаточные напряжения. Они могут привести к деформации закаленной детали или вызвать образование трещин в ней. [c.143] Самый эффективный метод борьбы с трещинами — медленное охлаждение в интервале мартенситного превращения. Легированные стали можно охлаждать в масле, обеспечивая малые скорости охлаждения в интервале мартенситного превращения и снижая, таким образом, температурные напряжения. [c.143] При конструировании деталей, которые будут подвергаться закалке, для предотвращения коробления и трещин следует избегать резких переходов в сечениях, острых углов, коробчатых сечений, несквозных отверстий и т. д. [c.144] В процессе закалки могут возникнуть и другие дефекты (например, недостаточная твердость закаленной детали или мягкие пятна на ее поверхности). Причиной этого может быть слишком низкая температура нагрева или слишком медленное охлаждение при закалке. В этом случае структуру и свойства можно исправить повторной закалкой нагревом под закалку при более высокой температуре и увеличением времени выдержки, а также увеличением скорости охлаждения. [c.144] Повышенная хрупкость закаленных деталей обычно обусловлена перегревом, т. е. чрезмерным ростом зерна аустенита и получением крупнопластинчатого мартенсита. Этот дефект может быть устранен повторной закалкой после нагрева данной стали при оптимальной температуре. [c.144] Закалка обеспечивает получение высокой прочности и твердости стали, но пластичность и ударная вязкость оказываются низкими. В детали остаются высокие внутренние напряжения, величина и даже знак которых не всегда поддаются верному учету. Суммируясь с рабочими напряжениями в детали, они могут привести к остаточной деформации или неожиданному разрушению. Для снятия закалочных напряжений и повышения пластичности стали применяют отпуск. [c.144] Структуры закалки — мартенсит, бейнит и троостит — нежелательны в сварных соединениях из углеродистых и легированных жаропрочных перлитных сталей. Они резко уменьшают пластичность, могут вызвать образование трещин и снижают работоспособность сварного соединения при высоких температурах. Ответственные сварные соединения паропроводов и поверхностей нагрева подвергают отпуску. [c.144] Вернуться к основной статье