Закалка термообработка стали: Закалка стали – ООО ОНИС

alexxlab | 05.01.2023 | 0 | Разное

Закалка (термообработка) стали в Набережных Челнах

Закалка — термическая обработка, заключается в нагревании стали до температуры выше критической (Ас₃ — для доэвтектоидной и Ас₁ — для заэвтектоидной сталей) или температуры растворения избыточных фаз, выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка стали не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Какие металлы подлежат калению

Закалка металла — это термическая обработка, которой чаще всего подвергаются углеродистые и легированные стали с целью повышения их твердости и улучшения прочностных характеристик. Несколько реже встречается термообработка цветных металлов, в частности отпуск, отжиг и закалка меди, латуни и бронзы, а также сплавов алюминия и титана. Необходимо отметить, что закаливание этих соединений в отличие от углеродистых сталей не всегда приводит к их упрочнению, некоторые сплавы меди после этого, наоборот, становятся более пластичными и мягкими. Гораздо чаще изделия из цветных металлов подвергаются отпуску для снятия напряжения после отливки, штамповки, прокатки или волочения.

Свойства стали после закалки

Углеродистая сталь в процессе нагрева проходит через ряд фазовых изменений своей структуры, при которых меняется ее состав, а также форма и элементов кристаллической решетки. При критической температуре 723 °C в еще твердом металле начинается распад цементита (карбида железа) и формирование равномерного раствора углерода в железе, который называется аустенит. Это состояние углеродистой стали является исходным для закалки. При медленном охлаждении аустенит распадается, и металл возвращается в исходное состояние. Если же сталь охлаждать быстро, то аустенит не успевает изменяться, и при определенной скорости охлаждения и пороговых температурах формируются кристаллические решетки и химические составы, придающие ей различные эксплуатационные свойства.

Этот процесс называется закалкой, и каждому его виду соответствует определенная структура уже закаленной стали, обладающей определенными техническими характеристиками. Основные фазовые состояния, имеющие значения при закалке, — это перлит, сорбит, троостит и мартенсит (см. рис. ниже). Самая высокая твердость у стали, закаленной до состояния мартенсита. Таким способом производят закаливание режущего инструмента, а также осуществляют упрочнение поверхностей деталей, подвергающихся в процессе работы трению (втулки, обоймы, валы, шестерни и пр.). После выполнения закалки на троостит сталь становится одновременно твердой и упругой. Этой вид термообработки применяют к ударному инструменту, а также рессорам и пружинным амортизаторам. Для получения таких свойств стали, как стойкость к износу, упругость и вязкость, используют закалку до состояния сорбита. Такая термообработка используется для рельсов и других конструктивных элементов, работающих под постоянной динамической нагрузкой. Перечисленные фазовые состояния свойственны всем углеродистым сталям, но каждая их марка характеризуется своими температурными диапазонами и скоростями охлаждения.

Заказать звонок

Нужна закалка стали в Набережных Челнах? Закажите звонок и мы обсудим с Вами все нюансы предстоящей работы!
Мы перезвоним Вам в рабочее время.

Имя

Телефон

Нажимая кнопку, Вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с условиями,указанными по ссылке

Классификация каления стали

Виды закалки сталей классифицируют по типу источника нагрева и способу охлаждения металла. Основным оборудованием для нагрева деталей перед закаливанием по-прежнему являются муфельные печи, в которых можно равномерно разогревать металлические изделия любых размеров. Высокую скорость нагрева при поточной обработке изделий обеспечивает закалка с применением токов высокой частоты (индукционная закалка сталей) (см. фото ниже). Для закаливания верхних слоев стальных изделий применяют довольно недорогую и эффективную газопламенную закалку, главный недостаток которой — невозможность точно задать глубину прогрева. Этих недостатков лишена лазерная закалка, но ее возможности ограничены небольшой мощностью источника излучения.

Способы охлаждения закаливаемой детали обычно классифицируют по виду охлаждающей среды, а также совокупностям и циклам рабочих операций. Некоторые из них включают процедуры отпуска, а для других, таких как разные виды изотермической закалки, он не нужен.

Закаливание в одной среде

При таком способе закалки нагретое до заданной температуры изделие из стали помещают в жидкость, где она остается до полного остывания. В качестве закалочной среды для углеродистых сталей используют воду, а для легированных — минеральное масло. Недостаток этого метода заключается в том, что после такого закаливания в металле сохраняются значительные напряжения, поэтому в ряде случаев может потребоваться дополнительная термообработка (отпуск).

Ступенчатая закалка

Ступенчатое закаливание проходит в два этапа. На первом изделие помещается в среду с температурой, превышающей на несколько десятков градусов точку начала возникновения мартенсита. После того, как температура выравнивается по всему объему металла, деталь медленно охлаждается, в результате чего в нем равномерно формируется мартенситная структура.

Изотермическая закалка

При изотермическом закаливании изделие также выдерживается в закалочной ванне при температуре, превышающей точку мартенсита, но несколько дольше. В результате этого аустенит трансформируется в бейнит — одну из разновидностей троостита. Такая сталь сочетает в себе повышенную прочность с пластичностью и вязкостью. Кроме того, после изотермической закалки в изделии снижаются остаточные напряжения.

Закалка с самоотпуском

Этот вид термообработки используется для закаливания ударного инструмента, который должен обладать твердым поверхностным слоем и вязкой серединой. Его особенность заключается в том, что изделие извлекается из закалочной емкости при неполном охлаждении. В этом случае его внутренняя часть еще содержит достаточное количество тепла, чтобы прогреть весь объем металла до температуры отпуска. Так как повторный нагрев изделия осуществляется без внешнего воздействия за счет внутренней тепловой энергии, такой вид термической обработки называют закалкой с самоотпуском.

Светлая закалка

Светлая закалка применяется для стальных изделий, поверхности которых при термообработке не должны подвергаться окислению. При такой термообработке сталь нагревается в вакуумных печах (см. фото ниже) или в инертных газовых средах (азот, аргон и пр.), а охлаждается в неокисляющих жидкостях или расплавах. Этим способом закаливают изделия, которые не должны подвергаться дальнейшей шлифовке, а также детали, критичные к содержанию углерода в поверхностном слое.

Оборудование для термообработки сталей

Основное оборудование, на котором проводится термическая обработка изделий из сталей и цветных металлов, состоит из двух основных групп: установок для нагрева заготовок и закалочных ванн. Нагревательные устройства включают в себя следующие виды оборудования:

• муфельные термопечи;
• устройства индукционного нагрева;
• установки для нагрева в расплавах;
• газоплазменные установки;
• аппараты лазерной закалки.

Первые три вида могут выполнять прогрев всего объема изделия до требуемой температуры, а последние — только поверхностного слоя металла.

Кроме того, выпускаются и широко используются печи для закалки металлов, в которых нагрев осуществляется в вакууме или в среде инертного газа. Закалочные ванны представлены стальными емкостями-охладителями для различных жидкостей, а также специальными тиглями из графита и печами для расплавов солей или металлов. В качестве закалочных жидкостей чаще всего используют минеральное масло, воду и водополимерные смеси. Для расплавов металлов обычно применяют свинец или олово, а для расплавов солей — соединения натрия, калия и бария. Закалочные ванны для жидких сред имеют системы нагрева и охлаждения рабочей жидкости до требуемой температуры, а также мешалки для равномерного распределения жидкости и разрушения паровой рубашки.

Видео оборудования

Температура для закалки

Нормативная температура нагрева стали при ее закалке напрямую зависит от массовой доли углерода и легирующих добавок. В целом наблюдается следующая зависимость: чем меньше содержание углерода, тем выше температура закалки.

При недогреве изделия не успевает сформироваться требуемая структура, а при значительном перегреве происходит обезуглероживание, окисление поверхностного слоя, изменение формы и размера структурных элементов, а также рост внутреннего напряжения. В таблице ниже приведены температуры закалки, отжига и отпуска некоторых марок углеродистых и легированных сталей. Марка стали Температура, С закалки отжига отпуска

Марка стали	Температура, С
	закалки	отжига	отпуска
15Г	800	780	200
65Г	815	790	400
15Х, 20Х	800	870	400
30Х, 35Х	850	880	450
40Х, 45Х	840	860	400
50Х	830	830	400
50Г2	805	830	200
40ХГ	870	880	550
ОХ13	1050	860	750
3Х13	1050	880	450
35ХГС	870	860	500
30ХГСА	900	860	210
У7, У7А	800	780	170
Р9, Р12	1250	860	580
Р9Ф5, Р9К5	1250	860	590
Р18Ф2	1300	900	590
ШХ15	845	780	400
9ХС	860	730	170
Р18К5Ф2	1280	860	580
1Х14Н18Б2БРГ	1150	860	750
4Х14Н1482М	1200	860	750

Определение температуры нагрева в промышленном производстве осуществляется посредством контактных и бесконтактных пирометров. В последние десятилетия широкое распространение получили инфракрасные приборы, позволяющие дистанционно замерять температуру в любой точки поверхности нагретой детали. Кроме того, приблизительную температуру разогрева стали можно определить по цветовым таблицам.

Технология каления металла

Технология закалки сталей требует соблюдения ряда требований к процессам нагрева и охлаждения закаливаемых деталей. В первую очередь это относится к скорости разогрева и охлаждения металла. Экономические показатели термического процесса требуют максимально быстрого повышения температуры до номинальной, т. к. при этом расходуется меньше энергии. Однако скоростной нагрев приводит к большому перепаду температур между поверхностным слоем и сердцевиной изделия, что может привести к его деформации и возникновению трещин. Поэтому прогрев на всю глубину детали до полного ее разогрева должен проходить плавно, а его время определяется технологом-термистом с помощью эмпирических формул и табличных значений. От скорости и температурных параметров охлаждения стали, разогретой выше критической точки, напрямую зависит процесс формирования структуры и состава закаленного металла. К примеру, при быстром охлаждении в воде с комнатной температурой можно получить углеродистую сталь с мартенситной структурой, а при охлаждении в масле или горячей воде получается троостит. Каждой марке стали соответствуют свои характеристики и температурные режимы закалки, которые, помимо прочего, зависят от размера и формы детали. Поэтому на производстве термическая обработка деталей проводится в соответствии с маршрутной технологией и операционными картами, разрабатываемыми для каждого изделия.

Фото оборудования

Контакты

Адрес: 423825, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, ул. Профильная, 106

Тел: +7 (8552) 77-83-68

Email: [email protected]

Термообработка изделий

Дополнительные услуги:

Термическая обработка изделий Термическая обработка (термообработка) стали, цветных металлов — процесс изменения структуры стали, цветных металлов, сплавов при нагревании и последующем охлаждении с определенной скоростью. Термическая обработка (термообработка) приводит к существенным изменениям свойств стали, цветных металлов, сплавов. Химический состав металла не изменяется. Виды термической обработки стали Отжиг Отжиг — термическая обработка (термообработка) металла, при которой производится нагревание металла, а затем медленное охлаждение. Эта термообработка (т. е. отжиг) бывает разных видов (вид отжига зависит от температуры нагрева, скорости охлаждения металла). Закалка Закалка — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, основанная на перекристаллизации стали (сплавов) при нагреве до температуры выше критической; после достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение. Закаленная сталь (сплав) имеет неравновесную структуру, поэтому применим другой вид термообработки — отпуск. Отпуск Отпуск — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла. Нормализация Нормализация — термическая обработка (термообработка), схожая с отжигом. Различия этих термообработок (нормализации и отжига) состоит в том, что при нормализации сталь охлаждается на воздухе (при отжиге — в печи). Нагрев заготовки Нагрев заготовки — ответственная операция. От правильности ее проведения зависят качество изделия, производительность труда. Необходимо знать, что в процессе нагрева металл меняет свою структуру, свойства и характеристику поверхностного слоя и в результате от взаимодействия металла с воздухом атмосферы, и на поверхности образуется окалина, толщина слоя окалины зависит от температуры и продолжительности нагрева, химического состава металла. Стали окисляются наиболее интенсивно при нагреве больше 900°С, при нагреве в 1000°С окисляемость увеличивается в 2 раза, а при 1200°С — в 5 раз. Хромоникелевые стали называют жаростойкими потому, что они практически не окисляются. Легированные стали образуют плотный, но не толстый слой окалины, который защищает металл от дальнейшего окисления и не растрескивается при ковке. Углеродистые стали при нагреве теряют углерод с поверхностного слоя в 2-4 мм. Это грозит металлу уменьшением прочности, твердости стали и ухудшается закаливание. Особенно пагубно обезуглероживание для поковок небольших размеров с последующей закалкой. Заготовки из углеродистой стали с сечением до 100 мм можно быстро нагревать и потому их кладут холодными, без предварительного прогрева, в печь, где температура 1300°С. Во избежание появлений трещин высоколегированные и высокоуглеродистые стали необходимо нагревать медленно. При перегреве металл приобретает крупнозернистую структуру и его пластичность снижается. Поэтому необходимо обращаться к диаграмме «железо-углерод», где определены температуры для начала и конца ковки. Однако перегрев заготовки можно при необходимости исправить методом термической обработки, но на это требуется дополнительное время и энергия. Нагрев металла до еще большей температуры приводит к пережогу, от чего происходит нарушение связей между зернами и такой металл полностью разрушается при ковке. Пережог Пережог — неисправимый брак. При ковке изделий из низкоуглеродистых сталей требуется меньше число нагревов, чем при ковке подобного изделия из высокоуглеродистой или легированной стали. При нагреве металла требуется следить за температурой нагрева, временем нагрева и температурой конца нагрева. При увеличении времени нагрева — слой окалины растет, а при интенсивном, быстром нагреве могут появиться трещины. Известно из опыта, что на древесном угле заготовка 10-20 мм в диаметре нагревается до ковочной температуры за 3-4 минуты, а заготовки диаметром 40-50 мм прогревают 15-25 минут, отслеживая цвет каления. Химико-термическая обработка Химико-термическая обработка (ХТО) стали — совокупность операций термической обработки с насыщением поверхности изделия различными элементами (углерод, азот, алюминий, кремний, хром и др.) при высоких температурах. Поверхностное насыщение стали металлами (хром, алюминий, кремний и др.), образующими с железом твердые растворы замещения, более энергоемко и длительнее, чем насыщение азотом и углеродом, образующими с железом твердые растворы внедрения. При этом диффузия элементов легче протекает в решетке альфа-железо, чем в более плотноупакованной решетке гамма-железо. Химико-термическая обработка повышает твердость, износостойкость, кавитационную, коррозионную стойкость. Химико-термическая обработка, создавая на поверхности изделий благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивает надежность, долговечность. Цементация стали Цементация стали — химико-термическая обработка поверхностным насыщением малоуглеродистой (С<0,2%) или легированных сталей при температурах 900…950°С — твердым (цементация твердым карбюризатором), а при 850…900°С — газообразным (газовая цементация) углеродом с последующей закалкой и отпуском. Цель цементации и последующей термической обработки — повышение твердости, износостойкости, также повышением пределов контактной выносливости поверхности изделия при вязкой сердцевине, что обеспечивает выносливость изделия в целом при изгибе и кручении. Детали, предназначенные для цементации, сначала очищают. Поверхности не подлежащие науглероживанию, покрывают специальными предохранительными противоцементными обмазками. 1-ый состав простейшей обмазки: огнеупорная глина с добавлением 10% асбестового порошка, вода. Смесь разводят до консистенции густой сметаны и наносят на нужные участки поверхности изделия. После высыхания обмазки можно производить дальнейшую цементацию изделия. 2-ой состав применяемой обмазки: каолин — 25%, тальк — 50%: вода — 25%. Разводят эту смесь жидким стеклом или силикатным клеем. Цементацию делают после полного высыхания обмазки. Вещества, которые входят в состав обмазки, называют карбюризаторами. Они бывают твердые, жидкие и газообразные. В условиях домашней небольшой мастерской удобнее осуществлять цементацию с помощью пасты. Это цементация в твердом карбюризаторе. В состав пасты входят: сажа — 55%, кальцинированная сода — 30%, щавелевокислый натрий — 15%, вода для образования сметанообразной массы. Пасту наносят на нужные участки изделия, дают высохнуть. Затем изделие помещают в печь, выдерживая при температуре 900-920°С в течение 2-2,5 часов. При использовании такой пасты цементация обеспечивает толщину науглероженного слоя 0,7-0,8 мм. Жидкостная цементация также возможна в небольшой мастерской при наличии печи-ванной, в которой и происходит науглероживание инструментов и других изделий. В состав жидкости входят: сода — 75-85%, 10-15% хлористого натрия, 6-10% карбида кремния. Печь-ванну наполняют этим составом и погружают изделие или инструмент. Процесс протекает при температуре 850-860°С в течение 1,5-2 часов; толщина науглероженного слоя достигает при этом 0,3-0,4 мм. Газовую цементацию производят в смеси раскаленных газов, содержащих метан, окись углерода в специальных камерах при температуре 900-950°С и только в производственных условиях. После цементации детали охлаждают вместе с печью, затем закаляют при 760-780°С е окончательным охлаждением в масле. Азотирование стали Азотирование стали — химико-термическая обработка поверхностным насыщением стали азотом путем длительной выдержки ее при нагреве до б00…650°С в атмосфере аммиака NН3. Азотированные стали обладают очень высокой твердостью (азот образует различные соединения с железом, алюминием, хромом и другими элементами, обладающие большей твердостью, чем карбиды). Азотированные стали обладают повышенной сопротивляемостью коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар. Азотированные стали сохраняют высокую твердость, в отличие от цементованных, до сравнительно высоких температур (500…520°С). Азотированные изделия не коробятся при охлаждении, так как температура азотирования ниже, чем цементации. Азотирование сталей широко применяют в машиностроении для повышения твердости, износостойкости, предела выносливости и коррозионной стойкости ответственных деталей, например, зубчатых колес, валов, гильз цилиндров. Нитроцементация (цианирование) стали Нитроцементация (цианирование) стали — химико-термическая обработка с одновременным поверхностным насыщением изделий азотом и углеродом при повышенных температурах с последующими закалкой и отпуском для повышения износо- и коррозионной устойчивости, а также усталостной прочности. Нитроцементация может проводиться в газовой среде при температуре 840..860°С — нитроцианирование, в жидкой среде — при температуре 820…950°С — жидкостное цианирование в расплавленных солях, содержащих группу NaCN. Нитроцементация эффективна для инструментальных (в частности, быстрорежущих) сталей; она используется для деталей сложной конфигурации, склонных к короблению. Однако, поскольку этот процесс связан с использованием токсичных цианистых солей, он не нашел широкого распространения. Борирование стали Борирование стали — химико-термическая обработка насыщением поверхностных слоев стальных изделий бором при температурах 900…950°С. Цель борирования — повышение твердости, износостойкости и некоторых других свойств стальных изделий. Диффузионный слой толщиной 0,05…0,15 мм, состоящий из боридов FeB и Fе2В, обладает весьма высокой твердостью, стойкостью к абразивному изнашиванию и коррозионной стойкостью. Борирование особенно эффективно для повышения стойкости (в 2…10 раз) бурового и штампового инструментов. Цинкование (Zn), алюминирование (Аl), хромирование (Сr), силицирование (Si) сталей Цинкование (Zn), алюминирование (Аl), хромирование (Сr), силицирование (Si) сталей выполняются аналогично цементации с целью придания изделиям из стали некоторых ценных свойств: жаростойкости, износостойкости, коррозионной устойчивости. В настоящее время все большее распространение получают процессы многокомпонентного диффузионного насыщения Термомеханическая обработка (ТМО) стали Термомеханическая обработка (ТМО) стали — совокупность операций термической обработки с пластической деформацией, которая проводится либо выше критических точек (ВТМО), либо при температуре переохлажденного (500… 700°С) аустенита (НТМО). Термомеханическая обработка позволяет получить сталь высокой прочности (до 270 МПа). Формирование структуры стали при ТМО происходит в условиях повышенной плотности и оптимального распределения дислокаций. Окончательными операциями ТМО являются немедленная закалка во избежании развития рекристаллизации и низкотемпературный (Т=100…300 °С) отпуск. Термомеханическая обработка с последующими закалкой и отпуском позволяют получить очень высокую прочность ( s= 2200…3000 МПа) при хорошей пластичности (d = 6…8%, y= 50…60%) и вязкости. В практических целях большее распространение получила ВТМО, обеспечивающая наряду с высокой прочностью хорошее сопротивление усталости, высокую работу распространения трещин, а также сниженные критическую температуру хрупкости, чувствительность к концентраторам напряжений и необратимую отпускную хрупкость. ВТМО осуществляется в цехах прокатного производства на металлургических заводах, например, при упрочнении прутков для штанг, рессорных полос, труб и пружин. Отпуск стали Отпуск стали смягчает действие закалки, уменьшает или снимает остаточные напряжения, повышает вязкость, уменьшает твердость и хрупкость стали. Отпуск производится путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической. При этом в зависимости от температуры нагрева могут быть получены состояния мартенсита, тростита или сорбита отпуска. Эти состояния несколько отличаются от соответственных состояний закалки по структуре и свойствам: при закалке цементит (в троостите и сорбите) получается в форме удлиненных пластинок, как в пластинчатом перлите. А при отпуске он получается зернистым, или точечным, как в зернистом перлите. Преимуществом точечной структуры является более благоприятное сочетание прочности и пластичности. При одинаковом химическом составе и одинаковой твердости сталь с точечной структурой имеет значительно более высокое относительное сужение, ударную вязкость, повышенное удлинение и предел текучести по сравнению со сталью с пластинчатой структурой. Отпуск разделяют на низкий, средний и высокий в зависимости от температуры нагрева. Для определения температуры при отпуске изделия пользуются таблицей цветов побежалости. Температура, °С Цвета каления Температура, °С Цвета каления 1600 Ослепительно бело-голубой 850 Светло-красный 1400 Ярко-белый 800 Светло-вишневый 1200 Желто-белый 750 Вишнево-красный 1100 Светло-белый 600 Средне-вишневый 1000 Лимонно-желтый 550 Темно-вишневый 950 Ярко-красный 500 Темно-красный 900 Красный 400 Очень темно-красный (видимый в темноте) Тонкая пленка окислов железа, придающая металлу различные быстро меняющиеся цвета — от светло-желтого до серого. Такая пленка появляется, если очищенное от окалины стальное изделие нагреть до 220°С; при увеличении времени нагрева или повышении температуры окисная пленка утолщается и цвет ее изменяется. Цвета побежалости одинаково проявляются как на сырой, так и на закаленной стали. При низком отпуске (нагрев до температуры 200-300° ) в структуре стали в основном остается мартенсит, который, однако, изменяется решетку. Кроме того, начинается выделение карбидов железа из твердого раствора углерода в альфа-железе и начальное скопление их небольшими группами. Это влечет за собой некоторое уменьшение твердости и увеличение пластических и вязких свойств стали, а также уменьшение внутренних напряжений в деталях. Для низкого отпуска детали выдерживают в течение определенного времени обычно в масляных или соляных ваннах. Если для низкого отпуска детали нагревают на воздухе, то для контроля температуры часто пользуются цветами побежалости, появляющимися на поверхности детали. Цвет побежалости Температура, °С Инструмент, который следует отпускать Бледно-желтый 210 – Светло-желтый 220 Токарные и строгальные резцы для обработки чугуна и стали Желтый 230 Тоже Темно-желтый 240 Чеканы для чеканки по литью Коричневый 255 – Коричнево-красный 265 Плашки, сверла, резцы для обработки меди, латуни, бронзы Фиолетовый 285 Зубила для обработки стали Темно-синий 300 Чеканы для чеканки из листовой меди, латуни и серебра Светло-синий 325 – Серый 330 – Появление этих цветов связано с интерференцией белого света в пленках окисла железа, возникающих на поверхности детали при ее нагреве. В интервале температур от 220 до 330 ° в зависимости от толщины пленки цвет изменяется от светло-желтого до серого. Низкий отпуск применяется для режущего, измерительного инструмента и зубчатых колес. При среднем (нагрев в пределах 300-500°) и высоком (500-700°) отпуске сталь из состояния мартенсита переходит соответственно в состояние тростита или сорбита. Чем выше отпуск, тем меньше твердость отпущенной стали и тем больше ее пластичность и вязкость. При высоком отпуске сталь получает наилучшее сочетание механических свойств, повышение прочности, пластичности и вязкости, поэтому высокий отпуск стали после закалки ее на мартенсит назначают для кузнечных штампов, пружин, рессор, а высокий — для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений (например, осей автомобилей, шатунов двигателей). Для некоторых марок стали отпуск производят после нормализации. Этот относится к мелкозернистой легированной доэвтектоидной стали (особенно никелевой), имеющий высокую вязкость и поэтому плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для улучшения обрабатываемости производят нормализацию стали при повышенной температуре (до 950-970°), в результате чего она приобретает крупную структуру (определяющую лучшую обрабатываемость) и одновременно повышенную твердость (ввиду малой критической скорости закалки никелевой стали). С целью уменьшения твердости производят высокий отпуск этой стали. Дефекты закалки К дефектам закалки относятся: трещины, поводки или коробление, обезуглероживание. Главная причина трещин и поводки — неравномерное изменение объема детали при нагреве и, особенно, при резком охлаждении. Другая причина — увеличение объема при закалке на мартенсит. Трещины возникают потому, что напряжения при неравномерном изменении объема в отдельных местах детали превышают прочность металла в этих местах. Лучшим способом уменьшения напряжений является медленное охлаждение около температуры мартенситного превращения. При конструировании деталей необходимо учитывать, что наличие острых углов и резких изменений сечения увеличивает внутреннее напряжение при закалке. Коробление (или поводка)возникает также от напряжений в результате неравномерного охлаждения и проявляется в искривлениях деталей. Если эти искривления невелики, они могут быть исправлены, например, шлифованием. Трещины и коробление могут быть предотвращены предварительным отжигом деталей, равномерным и постепенным нагревом их, а также применением ступенчатой и изотермической закалки. Обезуглероживание стали с поверхности — результат выгорания углерода при высоком и продолжительном нагреве детали в окислительной среде. Для предотвращения обезуглероживания детали нагревают в восстановительной или нейтральной среде (восстановительное пламя, муфельные печи, нагрев в жидких средах). Образование окалины на поверхности изделия приводит к угару металла, деформации. Это уменьшает теплопроводность и, стало быть, понижает скорость нагрева изделия в печи, затрудняет механическую обработку. Удаляют окалину либо механическим способом, либо химическим (травлением). Выгоревший с поверхности металла углерод делает изделия обезуглероженным с пониженными прочностными характеристиками, с затрудненной механической обработкой. Интенсивность, с которой происходит окисление и обезуглерожевание, зависит от температуры нагрева, т. е. чем больше нагрев, тем быстрее идут процессы. Образование окалины при нагреве можно избежать, если под закалку применить пасту, состоящую из жидкого стекла — 100 г, огнеупорной глины — 75 г, графита — 25 г, буры — 14 г, карборунда — 30 г, воды — 100 г. Пасту наносят на изделие и дают ей высохнуть, затем нагревают изделие обычным способом. После закалки его промывают в горячем содовом растворе. Для предупреждения образования окалины на инструментах быстрорежущей стали применяют покрытие бурой. Для этого нагретый до 850°С инструмент погружают в насыщенный водный раствор или порошок буры Антикоррозионная обработка изделий после термической обработки После термической обработки, связанной с применением солей, щелочей, воды и прочих веществ, могущих вызывать при длительном хранении изделий коррозию, следует провести антикоррозионную обработку стальных изделий, заключающуюся в том, что очищенные, промытые и высушенные изделия погружают на 5 минут в 20 – 30% водный раствор нитрита натрия, после чего заворачивают в пропитанную этим же раствором бумагу. В таком виде изделия могут храниться длительное время Закажите продукцию и услуги по телефону +7 (343-9) 39-97-79 или отправьте онлайн заявку

Закалка | Термическая обработка Сегодня

Последние новости

12 декабря 2022 г.

Швейцарская коммерческая установка для термообработки дополняется вакуумной печью

9 декабря 2022 г.

Благодаря новой термообработке металлы, напечатанные на 3D-принтере, могут выдерживать экстремальные условия

8 декабря 2022 г.

Ежемесячный экономический отчет IHEA: хорошие и плохие новости

7 декабря 2022 г.

Производитель огнестрельного оружия получит печь для термообработки алюминия

6 декабря 2022 г.

Улучшение использования излучающих трубок, часть 1

6 декабря 2022 г.

Посетите крупнейшую в мире выставку термообработки 12-16 июня 2023 г.

ЗАКАЛКА

Закалка — это широкая металлургическая категория, известная под несколькими названиями; путем закалки, нейтральной закалки, прямой закалки, закалки в печи и аустенизации. Некоторые из целей процессов закалки заключаются в повышении прочности и ударной вязкости материала; для достижения желаемой микроструктуры; и минимизировать деформацию и чрезмерное остаточное напряжение, избегая при этом растрескивания.

Например, рассмотрим процесс закалки стали. Процессы закалки обычно включают нагрев стали до состояния аустенита с последующим быстрым охлаждением и отпуском. Во время закалки атмосфера заготовки должна оставаться нейтральной по отношению к содержанию углерода в материале, а вся деталь перед охлаждением должна достичь однородной температуры. После прогрева следует стадия замачивания. Время замачивания варьируется, хотя общее эмпирическое правило заключается в том, чтобы замачивать заготовку в течение одного часа на каждый дюйм толщины поперечного сечения (но не менее 30 минут). Отпуск необходим для завершения процесса закалки и достижения желаемых свойств.

Подробнее

Каждая разновидность стали имеет свою температуру аустенизации. Например, температура аустенизации нержавеющих сталей обычно составляет 1800–1850 °F, в зависимости от точного состава стали. Обычная углеродистая сталь обычно аустенизируется в диапазоне 1500–1750 °F.

Источник: Дэн Херринг, The Heat Treat Doctor®, Атмосферная термообработка, том 1, страницы 377–384.

Закалка

Посмотреть все

День независимости не за горами, и компания Heat Treat Today хотела поделиться некоторыми красными, белыми и синими процессами в отрасли термообработки (6.28.2022).

Что нового в термообработке? МНОГО. За последний год мы увидели множество новых технологий в области исследований, новых партнерских отношений и обсуждений (1.6.2022)

Добро пожаловать на очередной технический вторник, где вы найдете несколько технических ресурсов, которые помогут вам пройти еще одну кроличью тропу термообработки. . Ресурсы ниже будут (11.2.2021)

Ваши детали нуждаются в термообработке до геркулесовой твердости поверхности, но с мягким, пластичным ядром. То есть, вы смотрите на методы упрочнения корпуса (10.12.2021)

Творчество требует выдержки и постоянного упорного труда. Узнайте, какими творческими приложениями и исследовательскими услугами занимаются ваши коллеги (9.08.2021)

Термическая обработка Сегодня издатель Дуг Гленн заканчивает разговор с Марком Хемсатом об основах твердости металлов. Марк ранее был заместителем (6.10.2021)

Тепловая обработка Сегодня издатель Даг Гленн беседует с Марком Хемсатом, вице-президентом Super IQ и азотирования в SECO/VACUUM Technologies, о (5.13.2021)

Тепловая обработка Ведущие радио Даг Гленн и Марк Хемсат рассказывают об основах закалки. Что это такое, почему это имеет значение и как

В этом выпуске ведущий Radio Treat Radio Дуг Гленн беседует с Джо Пауэллом из Integrated Heat Treatment Solutions в четвертом и последнем выпуске

Источник: Блог Advanced Heat Treat Corp. For this Heat Относитесь к сегодняшнему техническому вторнику, ознакомьтесь с этим лучшим из Интернета

Источник: Блог Advanced Nitriding Solutions Хотя соляные ванны и газовое азотирование являются проверенными временем методами закалки, как насчет строгого

  Источник: Multiple (см. Age

  Источник: Термическая обработка для Gear Solutions «Лазерное упрочнение материалов является специализированной и быстрорастущей областью, как

  Источник: Metlabheattreat.com Компания Metlab недавно помогала TrimMaster в изготовлении алюминиевой рамы для подводного буя, который удовлетворял бы запросы клиентов.

 Шюлер, Дж. Клефф, В. Хойер, Г. Шмитт, Т. Лейст  Систематический подход к различным возможностям искажения в

 Источник: Термическая обработка для зубчатых передач приложение

Новости закалки

Посмотреть все

ThermTech, поставщик услуг по термообработке в Вокеше, штат Висконсин, расширил свои возможности по предоставлению услуг для медицинской, аэрокосмической, горнодобывающей и нефтяной промышленности (9.14.2022)

Международный производитель Aalberts Surface Technologies Group получит две вакуумные печи для испанского филиала группы в Паис-Васко. (9.7.2022)

Sundram Fasteners Limited — индийский производитель крепежа, который получит вакуумную печь для термообработки высококачественных авиационных винтов. (01.06.2022)

Производитель обрабатывающих инструментов, промышленных ножей, ножей для мульчирования и измельчителей разместил заказ на вакуумную печь с давлением 10 бар (31.03.2022)

Аэрокосмическая компания заказала горизонтальную вакуумную печь, которая поможет в производстве узкоспециализированных литых деталей. (3.21.2022)

Aalberts Surface Technologies Group расширит свой завод по закалке в Дзержонюве новой технологической линией AFT. Линия, (2.2.2022)

Европейская машиностроительная группа получит вакуумную печь для процессов закалки и отпуска, конструкция которой была адаптирована для (11.05.2021)

Мировой производитель болтов Solvera Gawel Technology S.A. (SGT) расширяет свою технологическую линию термообработки, заключив контракт на покупку электрического ремня (21.07.2021)

Глобальная коммерческая компания по термообработке с 17 предприятиями в Северной Америке, Aalberts Surface Technologies Heat в Калише (Польша) получит вакуум (28. 05.2021)

Между наукой и бизнесом эволюция термообработки идет большими шагами. Мировой производитель решений для термообработки и польский (22.2.2021)

Производитель инструмента заказал ретортную печь с вакуумной продувкой для окисления. В то время как окисление в основном используется в требовательных

Поставщик решений для аддитивного производства (AM) продолжил свою глобальную экспансию. Первоначально они вложили средства в объект AM в свои 9 лет.0003

Компания Solar Atmospheres of Western PA в настоящее время устанавливает новую вакуумную печь для быстрой закалки, которая в конечном итоге устранит необходимость

  Источник: Bayou City Bolt   Трудно найти отрасль, которая не обслуживается высокопрочными или как

Последние новости

12 декабря 2022 г.

Швейцарская коммерческая установка для термообработки дополняется вакуумной печью

9 декабря 2022 г.

Благодаря новой термообработке металлы, напечатанные на 3D-принтере, могут выдерживать экстремальные условия

8 декабря 2022 г.

Ежемесячный экономический отчет IHEA: хорошие и плохие новости

7 декабря 2022 г.

Производитель огнестрельного оружия получит печь для термообработки алюминия

6 декабря 2022 г.

Улучшение использования излучающих трубок, часть 1

6 декабря 2022 г.

Посетите крупнейшую в мире выставку термообработки 12-16 июня 2023 г.

© 2022 Copyright Heat Treat Today. Все права защищены. Дизайн Brandon Glenn Graphic Design

3 наиболее распространенных способа закалки стали Термическая обработка и применение

Термическая обработка относится к процессу нагревания или охлаждения таких материалов, как сталь или стекло, с целью изменения их свойств каким-либо образом. Результатом термической обработки обычно является затвердевание или размягчение материала.

В этой статье основное внимание будет уделено промышленной закалке стали, которая осуществляется с использованием одного из трех основных методов. Если у вас есть дополнительные вопросы, свяжитесь с нами по адресу Challenge Engineering, CNC Machining Sydney.

Мы рассмотрим каждый из них по отдельности, что они включают в себя и некоторые области применения закаленной стали, которые производятся в каждом случае.

1. Цементация

Как следует из названия процесса, этот метод упрочнения используется для упрочнения за счет создания жесткой внешней оболочки на поверхности стали при сохранении нормального уровня твердости и пластичности внутри. Это достигается добавлением дополнительного углерода или азота к внешнему слою стали (или железа).

Этот процесс иногда называют науглероживанием гильзы. Сталь обычно мягкая, низкоуглеродистая, нуждается в упрочнении.

Для цементации стали можно использовать несколько промышленных процессов, основным из которых является пламенная или индукционная закалка. Это включает нагрев поверхности до чрезвычайно высокой температуры, а затем ее быстрое охлаждение, в результате чего создается внешняя оболочка мартенсита, обеспечивающая необходимый углерод и твердость.

Цементация увеличивает срок службы стали и улучшает сопротивление усталости. По этим причинам его часто используют для усиления:

• кухонная утварь,
• автозапчастей и
• инструменты, которые подвергаются большому износу.

Недостатком цементации является то, что она может сделать поверхность более хрупкой, поэтому она не подходит для объектов, которые будут скользить по абразивным поверхностям.

Для противодействия хрупкости металл после нагрева иногда подвергают закалке.

Цементное упрочнение также иногда называют поверхностным упрочнением, особенно применительно к металлам, предназначенным для изготовления армейской брони.

2. Сквозная закалка

Сквозная закалка повышает твердость и прочность стальных сплавов по всей структуре металла, а не только снаружи, как при поверхностной закалке.

Процесс обычно включает три основных этапа:

1. нагрев сплава
2. закалка в таком веществе, как вода или масло
3. повторный нагрев (или отпуск) металла, чтобы сделать его поверхность менее хрупкой.

Полученный стальной сплав является прочным, твердым, износостойким и менее пластичным, чем в обычном состоянии. Основные приложения:

• технические детали, которые должны выдерживать большие нагрузки, такие как скобы, гайки и болты, крюки, гвозди, винты и т. д.
• ручные инструменты, такие как молотки, отвертки и т. д.
• пружины, подшипники, оси и другие несущие компоненты.

Наиболее распространенными стальными сплавами, используемыми для сквозной закалки, являются высокопрочные сплавы 4140 и 4340, поскольку они обеспечивают оптимальное количество прочности и твердости.

3. Пламенная закалка

Пламенная закалка — это процесс, при котором упрочняется внешний слой стального сплава. Он включает в себя нагрев поверхности до высоких температур под пламенем.

При достижении критической температуры сплав подвергается закалке в воде или синтетическом веществе для быстрого упрочнения поверхности на глубину от 1 до 10 мм.

Используемая сталь должна иметь содержание углерода более 0,35%, чтобы процесс работал. Полученный металл обладает высокой прочностью и износостойкостью, но сохраняет пластичность в своей сердцевине.

Этот метод требует специальной печи для достижения высоких температур и выполняется в промышленных условиях.

С помощью этого метода можно закалить плоские поверхности листового металла, что делает его идеальным для таких предметов, как:

• кухонные ножи,
Изнашиваемые пластины
• и
• плоские инструменты, такие как ручные пилы.

Другой близкородственный метод закалки известен как индукционная закалка, которая включает в себя нагрев и упрочнение стали путем пропускания через структуру переменного тока вместо применения пламени.