Вид страницы
sale@metallz.ru
Мытнинская, д.2
без выходных
Только до 31.10.2018 при заказе от 7 тонн арматуры - ДОСТАВКА ПО ГОРОДУ В ПОДАРОК!

Зачем нужна и как проводится закалка стали?

    Закалкой называют вид термической обработки металлов, который заключается в нагреве выше критической температуры с последующим резким охлаждением (обычно) в жидких средах. Критической называют температуру, при которой происходит изменение типа кристаллической решетки, то есть осуществляется полиморфное превращение. Она определяется она по диаграмме «железо-углерод». фото

    Свойства стали после закалки

    После закалки увеличивается твердость и прочность стали, но при этом повышаются внутренние напряжения и возрастает хрупкость, провоцирующие разрушение материала при резких механических воздействиях. На поверхности изделия появляется толстый слой окалины, который необходимо учитывать при определении припусков на обработку.

    Внимание! Некоторые изделия закаляются частично, например, это может быть только режущая кромка инструмента или холодного оружия. В этом случае на поверхности изделия можно наблюдать четкую границу, разделяющую закаленную и незакаленную части. Закаленную часть на клинках называют «хамон», что в переводе на современный язык металлургии означает «мартенсит».

    Определение! Мартенсит – основная составляющая структуры стали после закалки. Вид этой микроструктуры – игольчатый или реечный.

    Для уменьшения внутренних напряжений и роста пластичности осуществляют следующий этап термообработки – отпуск. При отпуске происходит некоторое снижение твердости и прочности.

    Технология закалки

    Режим закалки определяется температурой, временем выдержки, скоростью охлаждения, используемой охлаждающей средой.

    Способы закалки стали:

    • в одном охладителе – применяется при работе с деталями несложной конфигурации из углеродистых и легированных сталей;
    • прерывистый в двух средах – востребован для обработки высокоуглеродистых марок, которые сначала остужают в быстро охлаждающей среде (воде), а затем в медленно охлаждающей (масле);
    • струйчатый – обычно востребован при частичной закалке изделия, осуществляется в установках ТВЧ и индукторах обрызгиванием детали мощной струей воды;
    • ступенчатый – процесс, при котором деталь остывает в закалочной среде, приобретая во всех точках сечения температуру закалочной ванны, окончательное охлаждение осуществляют медленно;
    • изотермический – похож на предыдущий вид закалки стали, отличается от него временем пребывания в закалочной среде.

    Типы охлаждающих сред

    От правильного выбора охлаждающей среды во многом зависит конечный результат процесса.

    • Для поверхностной закалки и работы с изделиями простой конфигурации, предназначенными для дальнейшей обработки, применяется в основном вода. Она не должна содержать соли и примеси моющих средств, оптимальная температура +30°C.
    • Внимание! Использовать этот способ охлаждения для деталей сложной конфигурации не рекомендуется из-за риска появления трещин.

    • Для изделий сложной формы применяют 50% раствор каустической соды, который нагревают до +60°C. При использовании такого состава для охлаждения сталь приобретает светлый оттенок. Пары каустической соды вредны для здоровья человека.
    • Для тонкостенных деталей, изготовленных из углеродистых и легированных сталей, применяются минеральные масла, обеспечивающие постоянную температуру охлаждения, не зависящую от температуры окружающей среды. Главное условие, которое необходимо соблюдать при охлаждении сталей после закалки, – отсутствие воды в минеральных маслах. Недостатки процесса: выделение вредных для человека паров, возможность возгорания масла, образование налета, постепенная потеря эффективности охлаждающего состава.

    Внимание! Для работы с изделиями из углеродистых сталей со сложным химическим составом используют комбинированное охлаждение. Оно состоит из двух этапов. Первый – охлаждение детали в воде, второй, после +200°C, – в масляной ванне. Перемещение из одной охлаждающей среды в другую должно производиться очень быстро.

    Какие стали можно закаливать?

    Процедурам закалки и отпуска не подвергается прокат и изделия из него, изготовленные из малоуглеродистых сталей типа 10, 20, 25. Этот вид термообработки эффективен для углеродистых сталей (45, 50) и инструментальных, у которых в результате твердость увеличивается в три-четыре раза.

    Таблица режимов закалки и областей применения для некоторых видов инструментальных сталей

    Марка стали

    Для какого инструмента используется

    Температура закалки, °C

    Температура отпуска, °C

    Охлаждающая среда для закалки

    Охлаждающая среда для отпуска

    У7

    Молотки, кувалды, плотницкий инструмент

    800

    170

    Вода

    Вода, масло

    У7А

    Зубила, отвертки, клейма, топоры

    800

    170

    Вода

    Вода, масло

    У8, У8А

    Пуансоны, матрицы, стамески, пробойники, ножовочные ручные полотна

    800

    170

    Вода

    Вода, масло

    У10, У10А

    Деревообрабатывающий инструмент, керны, резцы строгальные и токарные

    790

    180

    Вода

    Вода, масло

    У11

    Метчики

    780

    180

    Вода

    Вода, масло

    У12

    Надфили

    780

    180

    Вода

    Вода, масло

    Р9

    Метчики, ножовочные полотна станочные, сверла по металлу, фрезы

    1250

    580

    Масло

    Воздух в печи

    Р18

    Ножовочные полотна станочные, сверла по металлу, фрезы

    1300

    580

    Масло

    Воздух в печи

    ШХ6

    Напильники

    810

    200

    Масло

    Воздух

    ШХ15

    Ножовочные полотна станочные

    845

    400

    Масло

    Воздух

    9ХС

    Плашки, сверла спиральные по дереву

    860

    170

    Масло

    Воздух

    Как закалить сталь в домашних условиях?

    Закалку и отпуск желательно осуществлять в производственных условиях с использованием специального оборудования и приборов. Однако домашние умельцы часто практикуют это в собственных мастерских. Для нагрева изделия используют электроплиты, духовки, раскаленный песок, паяльные лампы, костер. Самостоятельная термообработка оправдана в случае необходимости упрочнения режущей кромки инструмента.

    Как сделать закаленную сталь:

    • перед термообработкой изделие необходимо очистить от масла и ржавчины;
    • равномерно разогреть;
    • охладить и произвести отпуск в соответствии с режимами, рекомендованными для конкретной марки стали.

    При необходимости проведения термообработки в домашних условиях в отсутствии приборов температуру металла ориентировочно определяют по цветам побежалости. Условие – помещение не должно быть освещено солнцем.

    Определение! Цветами побежалости называют оксидные пленки, образующиеся без участия молекул воды на сплавах на основе железа во время нагрева. Каждому интервалу температур соответствует определенный цвет:

    • темно-коричневый – 530-580°C;
    • коричнево-красный – 580-650°C;
    • вишневый – 650-730°C;
    • вишнево-красный – 730-770°C;
    • вишнево-алый – 770-800°C;
    • светло-вишнево-алый – 800-830°C;
    • ярко-красный – 830-870°C;
    • красный – 870-900°C;
    • оранжевый – 900-1050°C;
    • темно-желтый – 1050-1150°C;
    • светло-желтый – 1150-1250°C;
    • желто-белый – 1250-1300°C;

    ослепительно белый – более 1300°C.