Минский район, пос. Колодищи,ул. Промышленная, 16, база ИЗОБУД

Карта проезда


Технология закалки металла

Процесс, при котором происходит нагрев металла до высокой температуры, называется закалкой. Металл нагревают до температуры изменения кристаллической решетки. У каждого сплава и вида металла этот показатель свой и называется критическим. После нагрева металл быстро охлаждают, используя для этого воду или масло.
Виды технологии закалки
Обработку металла можно разделить на два типа:
• без полиморфного превращения (используют для цветных металлов);
• с полиморфным превращением (отлично подходит для стали).
В ходе закалки металл приобретает твердость, но вместе с тем, утрачивает показатели пластичности и вязкости. Чем больше циклов «нагревания и охлаждения», тем ниже данные показатели. Однако решить проблему с хрупкостью и стабилизировать вязкость помогает отпуск, а в случае с цветными металлами (когда закалка происходит без полиморфного превращения) применяют «старение» металла.
В зависимости от температуры нагрева можно выделить два вида закалки:
• полная,
• неполная.
Неполная закалка подходит для инструментальных сталей, а в ходе полной закалки структура стали изменяется до аустенитного состояния.
В некоторых случаях при производстве требуется провести закалку не всего металла, а только части элемента (режущей кромки мечей и пр.). Различить границу закаленного и незакаленного металла (хамон) можно невооруженным глазом.
Важно помнить, что в технологии закалки стали используют быстрое охлаждение: от 650 до 400° С. Продолжительность нагрева зависит от вида нагревательного устройства. В одном случае на закалку 1 мм сечения в электрической печи уходит от 90 секунд до 2 минут, а в пламенной печи на эту же площадь — 1 минута, в соляной ванне и вовсе 30 секунд. Однако меньшее время потребует нагрев в свинцовой ванне — от 6 секунд.
Не менее важно учитывать в работе, какая жидкость используется для закаливания. Пленка образуется на поверхности жидкости при погружении раскаленного изделия в закалочную среду. Через эту пленку происходит относительно медленное остывание. От вида жидкости зависит температура, при которой паровая пленка рвется, а жидкость закипает на поверхности металла. Охлаждение в этом случае ускоряется, а сам процесс носит название пузырькового кипения.
Когда металл охлажден, жидкость не кипит и процесс охлаждения начинается замедляться — это называется конвективным теплообменом.
Разделить закалку металла можно по типу используемых охладителей.
• Закалка в одном охладителе, когда деталь из углеродистой или легированной нагретой стали погружают в жидкость до полного охлаждения.
• Прерывистая закалка осуществляется в двух средах. Детали сначала остужают в первичной среде (чаще всего воде), затем перемещают в медленно охлаждающую жидкость (типа масла). Так производят детали из высокоуглеродистых сталей.
• Струйчатая закалка, когда на деталь воздействуют струей воды. В таком случае паровая пленка не образуется, а сам способ подходит для закалки только части изделия.
• Ступенчатая закалка осуществляется в специальной закалочной среде при температуре выше мартенситной точки для определенной марки стали. Начальное охлаждении с последующей выдержкой задает закаливаемому металлу температуру закалочной ванны, после чего происходит завершающее медленное охлаждение и собственно закалка металла.
• Изотермическая закалка состоит в том, чтобы выдержать деталь в закалочной среде до изотермического превращения кристаллической решетки и образования аустенита.
На скорость охлаждения влияет размер и форма закаливаемого изделия, вид охлаждающей среды и теплопроводимость стали.
Важно знать о высоких внутренних напряжениях, возникающих при больших скоростях охлаждения. Такой подход может привести к деформации и повреждению структуры изделия.
В качестве охлаждающих сред могут выступать: вода, растворы солей и щелочей, технические масла и расплавленный свинец.
Вода слишком быстро охлаждает материал, поэтому возникает высокий риск возникновения внутренних напряжений. Дорого стоят минеральные масла, к тому же они легко воспламеняются. По этим и другим причинам лучшим охладителем является 8-12% раствор обычной пищевой соли либо каустической соды.

^ Наверх