Что происходит при закалки стали ?

Закалка металла – это сложный технологический процесс, в котором важно строго соблюдать последовательность действий и учитывать различные детали:

1. Нагрев металла: Нагрев заготовки до необходимой температуры должен происходить быстро, чтобы сэкономить энергию. Однако при слишком быстром нагреве может возникнуть неравномерное распределение температуры, особенно для крупных заготовок, что может привести к деформации и трещинам. Поэтому нагрев заготовки при закалке производится медленно, и скорость нагрева рассчитывается с учетом эмпирических формул и таблиц. Этот процесс контролируется технологом-термистом.

2. Скорость охлаждения: После нагрева металла выше критической температуры, скорость его охлаждения определяет структуру стали после закалки. Быстрое охлаждение в воде приводит к образованию мартенситной структуры, а в горячей воде или масле - к трооститу. Разные марки стали требуют разных режимов каления, и габариты и форма заготовки также влияют на процесс. Для каждого случая разрабатываются отдельные технологические карты.

Способы закалки:

• Муфельные печи обеспечивают равномерное распределение тепла перед закалкой.

• Индукционная закалка использует высокочастотные токи для ускорения нагрева заготовок.

• Газопламенная закалка доступна с точки зрения стоимости, но не всегда позволяет точно контролировать глубину прогрева.

• Лазерное закалка имеет ограниченную мощность и может использоваться для определенных видов заготовок.

Способы охлаждения варьируются в зависимости от среды и рабочих операций. Некоторые случаи требуют процедуры отпуска.

Классификация методов закалки основана на способах нагрева и охлаждения:

• Каление в воде для углеродистых сталей и в масле для легированных.

• Ступенчатая закалка, где изделие сначала нагревается до температуры, превышающей точку мартенсита, а затем медленно охлаждается для равномерной мартенситной структуры.

• Изотермическая закалка, где заготовка выдерживается в ванне с температурой выше точки мартенсита для получения бейнитной структуры.

• Закалка с самоотпуском, которая позволяет сохранить тепло внутри заготовки для последующей термической обработки.

• Светлая закалка, использующаяся в вакуумных печах или инертной газовой среде, чтобы избежать окисления металла.

Результаты закалки зависят от фазовых переходов в металле при нагреве. Разные типы закалки формируют разные кристаллические решетки и химические соединения, что придает металлу разные физические свойства и эксплуатационные характеристики. Это важно для производства различных изделий, от режущих инструментов до рельсов и пружинных амортизаторов.