Способи загартування стали, Світ зварювання

ЗМІСТ

Способи загартування стали

Найбільш широке застосування отримала загартування в одному охолоджувачі (рис.1). Таке загартування називаютьбезперервним. У багатьох випадках, особливо для виробів складної форми і при необхідності зменшення деформації, застосовують інші способи загартування.

Рис.1.Схема загартування доевтектоїдної сталі: а - графік загартування; б – термокінетична діаграма із зазначенням швидкості охолодження при загартуванні

Гартування з самовідпусткою. У цьому випадку охолодження виробу в гартовому середовищі переривають, щоб у серцевині виробу збереглося ще деяку кількість теплоти. Під дією теплообміну температура в сильніше охолоджуваних поверхневих шарах підвищується і порівнюється з температурою серцевини. Тим самим відбувається відпустка поверхні сталі (самовідпустка).

Загартування із самовідпусткою застосовують, наприклад, для таких інструментів, як зубила, кувалди, слюсарні молотки, керни, які працюють з ударними навантаженнями і повинні поєднувати високу твердість на поверхні з підвищеною в'язкістю в серцевині.

Ступінчасте загартування. При виконанні загартування за цим способом (рис.2а) сталь після нагрівання до температури загартування охолоджують у середовищі, що має температуру трохи вище точкиМн (зазвичай 180-250 ° С), і витримують у ній порівняно короткий час . Потім виріб охолоджують до кімнатної температури повітря. В результаті витримки в гартовому середовищі досягається вирівнювання температури перерізу виробу, але це не повинно викликати перетворення аустеніту з утворенням бейніту.

Рис.2.Схема ступінчастого загартування сталі, що містить 0,8 % С (а) та ізотермічного загартування легованої сталі (б)

Ступінчасте загартування вуглецевих сталей може бути застосоване лише для виробів діаметром не більше 8-10 мм. Швидкість охолодження більших виробів серед з температурою вище точкиМн виявляється нижче критичної швидкості загартування, і аустеніт зазнає розпад при високих температурах.

Ізотермічне загартування. Загартування за цим способом (рис.2б) виконують в основному так само, як і ступінчасту, але в даному випадку передбачається більш тривала витримка вище точкиМн. За такої витримки відбувається розпад аустеніту з утворенням нижнього бейніту. Для вуглецевих сталей ізотермічна загартування не дає істотного підвищення механічних властивостей порівняно з одержуваними звичайним загартуванням і відпусткою.

Конструкційні леговані сталі (0,3–0,5 % С) набувають оптимальних механічних властивостей у результаті ізотермічного гарту з витримкою в нижній частині проміжної зони ізотермічного розпаду аустеніту (трохи вище точкиМн). Тривалість витримки в загартованому середовищі залежить від стійкості аустеніту при температурах вище точкиМн, що визначаються діаграмою ізотермічного розпаду аустеніту для цієї сталі.

Як охолоджувальне середовище, при ступінчастому та ізотермічному загартуванні чаші застосовують розплавлені солі в інтервалі температур 150–500 °С, наприклад 55 % KNO3 та 45 % NaNО2 (або NaNO3), а також розплавлені луги (20 % NaOH та 80 % КОН). Чим нижча температура солі (лугу), тим вище швидкість охолодження в ній. Оскільки розплавлені солі охолоджуються тільки внаслідок тепловіддачі, то охолоджувальна здатність їх зростає при перемішуванні: Додавання води (3–5 %) до розплавів їдких лугів (за допомогою спеціального пристосування) при зануренні в них нагрітого для загартування виробувикликає кипіння та збільшення швидкості охолодження в області температур перлітного перетворення. Швидкість охолодження зростає при 400-450 ° С в 4-5 разів, а при 300 ° С - у 2 рази.

Охолодження в розплавах їдких лугів, якщо попередньо деталі нагрівалися в рідких солях (тобто солях, що не викликають окислення), дозволяє отримати чисту поверхню світло-сірого кольору. Загартування але цим способом називаютьсвітлою.