Все это связано с тем, что тепловое воздействие на металл влияет на его свойства. С помощью термообработки можно улучшить механические характеристики. Термообработка позволяет даже изготавливать качественные детали из более дешевых сплавов, улучшать их характеристики до нужной отметки. Закалка стали - процесс термообработки, в результате которого сталь нагревается до критической температуры и быстро возвращается к начальной температуре. Продолжительность нагрева и выдержки определяется размерами и конфигурацией деталей и способом их укладки в печи. Она должна быть такой, чтобы прошло выравнивание концентрации углерода в аустените.
Обычно общее время нагрева и изотермической выдержки составляет от 1,0 до 1,5 мин на мм наибольшего поперечного сечения детали. Скорость охлаждения должна быть не меньше критической, чтобы атомная структура не была преобразована в промежуточные разновидности. При этом слишком быстрое охлаждение может привести к растрескиванию стали или короблению. Чтобы не было брака, скорость охлаждения при достижении в 200 градусов замедляется. Цель такой обработки - повышение твердости и прочности деталей с уменьшением ее пластичности. Углеродистая сталь и изделия из нее прогреваются в камерных печах. Печь для закалки прогревается в среднем при 800°С, хотя некоторые марки стали нуждаются и в более высоких температурных режимах (1250–1300°С). Эти марки не подвержены растрескиванию, поэтому они не нуждаются в предварительном подогреве. Очень важно обеспечить равномерный нагрев всего изделия. Это может быть проделано в процессе выдержки. Если прогреваются несколько изделий, время увеличивается, если одно, то уменьшается.
Защита изделий от окалины и обезуглероживания
Изделия из стали могут быть обработаны уже после финишной обработки. В этом случае изделия подвергаются воздействию защитных газов. При этом возможно использование только герметичных печей и требуется достижение стабильной температуры, что становится небезопасным, поскольку генераторы защитного газа работают на углеводородных источниках, таких как метанол и аммиак.
От этого можно защитится, применяя карбюризатор. Применять их рекомендуется только в тех случаях, когда нет возможности создать защитную атмосферу. Изделия упаковываются в тару с этим компонентом. Если металл должен быть в соляных ваннах, то ванны нужно во избежание обезвоживания расщеплять не менее двух раз в течение рабочей смены борной кислотой или бурой солью, которая также помогает древесному углю. В последнем случае заполняется так называемый стакан, в стенках которого множество отверстий. Стакан закрывают крышкой и опускают на дно соляной ванны. При этом выходит большое количество пламени, но со временем оно затухает.
Удачный итог раскисления соляной ванны проверить достаточно просто. Для этого в ванну на 5–7 минут погружают обычное лезвие, после чего закаляют в воду. Если оно ломается, то соляную ванну удалось качественно раскислить
Охлаждение металла - опасность и предосторожности!
В качестве основы для охлаждающих жидкостей используют воду. Поскольку даже её небольшое содержание может изменить скорость охлаждения, закалочный бак недопустимо использовать в посторонних целях, как недопустимо и охлаждать изделие под проточной водой. Оптимальной температурой охлаждающей жидкости считается 30 ° С.
Водяная закалка имеет ряд недостатков. Главный минус - образование трещин и коробчатого металла, что позволяет использовать её только при изготовлении цементированных изделий или изделий несложной формы, которые будут проходить финишную обработку.
Изделия более высокой формы из конструкционной стали получают в растворе каустической соды (50%), который подогревают до 60 ° С.
Детали, закаленные в таком растворе, имеют характерный светлый оттенок. Изоляционная ванна на основе каустической соды обязательно должна быть оборудована вытяжкой, потому что пары вредных веществ для человеческого организма.
Минеральные масла - наиболее подходящая охлаждающая среда для изделий из легированной стали. Скорость охлаждения не меняется. Что при температуре 30 ° С, что при температуре 100 ° С Главное, не допустить попадания воды в такую среду, поскольку это приводит к растрескиванию поверхности изделий. Избавиться от этой температуры можно до кипения воды. Однако при использовании масляной ванны следует помнить и о недостатках данного способа. В частности, применительно к вредным газам, в зависимости от области применения, масло теряет закаливающие способности. Конечно же, при работе важно не забывать о безопасности - для погружения детали в охлаждающий раствор используют специальные щипцы с очень длинными ручками, руки защищают перчатки из очень толстой огнеупорной ткани или кожи, а лицо закрывает маска из закаленного стекла. Плечи, одежда и грудь скрыты за кожаной или толстотканной одеждой.
Существует и ступенчатая закалка, которая выполняется поэтапно: сначала деталь нагревается в горячем масле, затем в расплавленных солях. Используется для охлаждения имеющихся углеродистых сталей и деталей, производимых из этого материала. Вначале раскаленную сталь погружают в воду, пока деталь не охладится до 200 ° С. Это будет всего лишь несколько секунд, иначе появляются трещинами. Деталь нужно извлечь как можно быстрее.
Закалка и отпуск стали в домашних условиях.
Отпуск стали - обязательное мероприятие для снятия внутренних напряжений металла. В результате этого несколько ухудшается твердость, но повышается пластичность. Отпуск проводится как в печах, так и в масляных и щелочных ваннах. Стабильность - в условиях пониженной температуры.
Для разных марок стали существуют свои температурные режимы. Например, изделия из стали с твердостью HRC 59–60 для отпуска требуется всего при 150 ° С.
Закалять и проводить отпуск можно и в домашних условиях. Для этого вполне достаточно подручных средств - электроплит, печей. Температура горячего песка не обязательно должна достигать нескольких сотен градусов. Изделие перед закалкой обязательно следует очистить от посторонних материалов, например, масла или грязи. Прогревать детали нужно при нескольких подходах, а затем доводить до температуры воздуха до 200 ° С, а затем постепенно уменьшать ее до 80 ° С. Длится такая процедура около часа. Однако хромоникелевые марки следует охлаждать в масляных ваннах, потому что они при длительном охлаждении приобретают хрупкость.
