Закалка

Закалкой называется термическая обработка, при которой стали нагревают на 30—50° С выше линии GSE, выдерживают при этой температуре и быстро охлаждают в воде, масле или другой среде. Закалкой придают стали повышенную твердость и прочность.

В зависимости от скорости отъема тепла у нагретой до аустенитного состояния стали аустенит переходит в закалочные структуры с различными свойствами (мартенсит, троостит и сорбит).

Мартенсит — это самая твердая структура закалки, возникающая при быстром охлаждении стали. Если отъем тепла производят несколько медленнее, то получают структуру троостит, при которой твердость стали будет немного ниже. При еще более медленном охлаждении стали получают сорбитную структуру, твердость которой будет еще ниже. Быстрое охлаждение при закалке приводит к возникновению больших внутренних (закалочных) напряжений и хрупкости, которые могут вызвать коробление, разрывы и трещины. Чтобы не допустить больших напряжений, закаленные поковки (детали) подвергают отпуску.

Отпуском называется тепловая обработка закаленных поковок (деталей), при которой металл нагревают до температур ниже линии PSK (ниже зоны превращения в аустенитное состояние) и охлаждают на воздухе. Для снятия возникших при закалке внутренних напряжений применяют так называемый низкий отпуск с нагревом до 120—250° С. Для понижения твердости закаленной стали и увеличения ее пластичности применяют высокий отпуск путем нагрева закаленной поковки до 350—650° С. Так улучшают поковки из улучшаемых сталей, предварительно закаленных.

Температуры и соответствующие цвета побежалости приведены ниже

350—330° светло-серый 250° С красно-коричневый
320° С светло-голубой 240° С коричневый
300° С васильково-синий 230° С золотистый
280° С фиолетовый 220° С светло-желтый
260° С пурпурный соломенный

При ковке слесарного, кузнечного и другого инструмента зачастую применяют закалку и отпуск с одного нагрева. Такую операцию называют закалкой с самоотпуском.

В этом случае при закалке проводят неполное охлаждение поковки (детали), а вынимают ее из охладителя и следят за появлением на обработанной — гладкой (зачищенной абразивным кругом или режущим инструментом) поверхности цветов побежалости. При появлении заданного цвета побежалости деталь или поковку окончательно охлаждают в воде или масле.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Обезуглероживание металла

При нагреве металла под ковку, а также при термической обработке вместе с процессом окисления при высокой температуре происходит выгорание углерода (обезуглероживание) из поверхностного слоя заготовки. Сущность этого явления заключается в том, что от воздействия газов, входящих в состав окислительной печной атмосферы, под слоем окалины на поверхности металла выгорает часть углерода. Глубина обезуглероженного слоя обычно достигает…

Пережог

Продолжительное пребывание металла в печи при температурах, близких к началу плавления, приводит к оплавлению легкоплавких примесей, находящихся по границам зерен. При этом проникший в межзеренные прослойки кислород образует окисленные соединения примесей и металла, которые разобщают зерна друг от друга. Происходит так называемый пережог металла, при котором связь между отдельными зернами нарушается и появляются глубокие трещины….

Нагрев металла

Общие сведения о нагреве Для нагрева заготовок под ковку И термическую обработку поковок применяют в основном пламенные печи разных конструкций И размеров, работающие на твердом, жидком и газообразном топливе. Независимо от вида, топливо состоит из горючих и негорючих элементов. Теплотворная способность топлива, обозначаемая Qpн, характеризуется тем количеством тепла, которое выделяется при сгорании единицы объема (для…

Способы безокислительного нагрева

При ковке и штамповке поковок для деталей высокой точности, на поверхности которых не допускается окалина, а также в целях экономии металла применяют различные способы безокислительного нагрева, которые осуществляются в печах открытого пламени, муфельных и электрических. В кузнечных нагревательных печах с защитным газовым слоем на поде нагрев заготовок осуществляют при омывании их газами нейтрального или восстановительного…

Общие сведения о нагреве (Горение углерода топлива)

Горение углерода топлива может быть полное и неполное. При подаче достаточного количества воздуха к очагу горения углерод топлива сгорает полностью, образуя углекислый газ по реакции: Для полного сгорания 12 кг углерода требуется 32 кг кислорода. В результате полного горения образуется 44 кг углекислого газа и при этом выделяется 97 650 ккал тепла, что можно записать…