Загартування сталей
Залежно від температури нагріву загартування називають повним і неповним. При повному загартуванні сталь переводять в однофазний аустенітний стан, тобто нагрівають вище за критичні.
Мал. 5.23. Мікроструктура сталі (0,4% С), а після відпалу; б - після нормалізації
Мал. 5.24. Оптимальні температури нагріву під загартування доевтектоїдних, заевтектоїдних (в) та високолегованих ледебуритних сталей (б)
температур або; при неповному загартуванні сталь нагрівають до міжкритичних температур - між (рис. 5.24).
Заевтектоїдні сталі піддають неповному гартуванню. Оптимальна температура нагріву вуглецевих та низьколегованих сталей - температура
Якщо високолеговані інструментальні сталі використовують не як теплостійкі, а як зносостійкі, температуру загартування знижують (див. рис. 5.24, область 2), зберігаючи кілька вторинних карбідів нерозчиненими. При такому загартуванні температура нагрівання досить висока (900-1000 ° С). Це пов'язано з впливом легуючих елементів на критичні температури сталі (див. гл. 3) і з малою швидкістю дифузії легуючих елементів у твердому розчині.
Для вуглецевих сталей становить від 1400 до.
ТАБЛИЦЯ 5.1. Відносна охолоджувальна здатність загартованих середовищ
При охолодженні на поверхні сталевої деталі не повинна утворитися парова плівка, що перешкоджає теплообміну із загартованим середовищем.
Найкращою є стадія бульбашкового кипіння охолоджуючої рідини. Чим більший температурний інтервал цієї стадії, тим інтенсивніше охолоджує загартоване середовище.
Охолодження при загартуванні найбільш просто здійснюється зануренням деталі, що гартується в рідке середовище (воду або масло), що має температуру 20-25 °С. Однак у деякихвипадках для зменшення деформації (короблення) деталей або запобігання утворенню тріщин умови охолодження ускладнюють.
У практиці термічної обробки сталей широке використання знайшли такі способи охолодження, що дозволяють значно зменшити величину залишкових напруг: загартування у двох середовищах та ступінчасте загартування.
Загартування у двох середовищах. Схема обробки показано на рис. 5.25. Після нагрівання під загартування деталь занурюється на певний час у воду, в результаті чого досягається швидке проходження температурного інтервалу мінімальної стійкості аустеніту, а потім переноситься в більш м'яке середовище, що охолоджує, зазвичай в масло.
Мал. 5.25. Зіставлення способів охолодження при загартуванні сталей: 1 - безперервне охолодження; 2 - загартування у двох середовищах; 3 — ступінчасте загартування; 4 - ізотермічна загартування
До ступінчастого гарту вдаються зазвичай при термічній обробці інструментів невеликого перерізу з низько-і середньолегованих сталей. Гідність зазначеного способу охолодження полягає також у можливості виправлення інструментів у спеціальних пристроях при охолодженні після ізотермічної витримки.
Ізотермічна загартування, так само як і ступінчаста, застосовна тільки до сталей з достатньою стійкістю переохолодженого аустеніту.
Для запобігання короблення виробів, таких як ножівки, пили, бритви, їх охолоджують заневоленими, наприклад, у масивних мідних або сталевих плитах; швидкість охолодження у умовах виявляється меншою, ніж у маслах.
Обробка холодом. Обробкою холодом називають охолодження загартованих деталей до температури менше 20-25°С.
Залишковий аустеніт у процесі витримки за нормальної температури 20-25 °З дещо стабілізується, тому обробку холодом слідпроводити відразу після загартування.
Обробці холодом піддають вимірювальні інструменти, деталі підшипників кочення, цементовані деталі з легованих сталей та ряд інших виробів.