СПОСОБЫ ЗАКАЛКИ

Закалка в одном охладителе — нагретую до определенных температур заготовку погружают в закалочную жидкость, где она остается до полного охлаждения. Этот способ применяется при закалке заготовок несложных деталей из углеродистых и легированных сталей.

Прерывистая закалка в двух средах — этот способ применяют при закалке высокоуглеродистых сталей. Заготовки сначала охлаждают в быстро охлаждающей среде (например, воде), а затем в медленно охлаждающей (масло).

Струйчатая закалка заключается в обрызгивании заготовок интенсивной струей воды, и обычно ее применяют тогда, кох’да нужно закалить часть детали. При этом способе не образуется паровая рубашка, что обеспечивает более глубокую прокаливаемость, чем простая закалка в воде. Такая закалка обычно производится в индукторах на установках ТВЧ.

Ступенчатая закалка — закалка, при которой заготовка охлаждается в закалочной среде, имеющей температуру выше мартенситной точки для данной стали. При охлаждении и выдержке в этой среде закаливаемая заготовка должна приобрести во всех точках сечения температуру закалочной ванны. Затем следует окончательное, обычно медленное охлаждение, во время которого и происходит закалка, то есть превращение аустенита в мартенсит.

Изометрическая закалка. В отличие от ступенчатой при изометрической закалке необходимо выдерживать сталь в закалочной среде столько времени, чтобы успело закончиться изотермическое превращение аустенита.

Обработка холодом. При закалке в обычных охлаждающих средах в стали наряду с мартенситом сохраняется какое-то количество остаточного аустенита, тем большее, чем ниже точка М_к.

У высокоуглеродистых сталей и особенно у сталей с достаточно высоким содержанием легирующих элементов точка М_к лежит ниже комнатной температуры (20°С), а зачастую и ниже 0°С. В связи с этим при обычной закалке в них сохраняется много остаточного аустенита. Его наличие снижает твердость закаленной стали и ее теплопроводность, что для режущего инструмента является особенно нежелательным.

В течение определенного времени остаточный аустенит претерпевает фазовые превращения, приводящие к изменению размеров изделия. Это крайне недопустимо для мерительного инструмента (скобы, пробки, шаблоны ит.д.).

Учитывая изложенные выше нежелательные явления, связанные с остаточным аустенитом, А. П. Гуляев в 1937 г. предложил обработку холодом. Сущность этой обработки состоит в том, что для устранения остаточного аустенита после обычной закалки изделие помещают в холодильную камеру с температурой, равной или близкой к точке М_к обрабатываемой стали (обычно от -70 и до -180°С и выдерживаются при этой температуре). После чего они естественно нагреваются на воздухе до нормальной температуры (+20°С). При этом продолжается мартенситное превращение, и она приобретает структуру мартенсита с минимальным количеством неизбежно сохраняющегося остаточного аустенита.

Таким образом, суть обработки холодом состоит в продолжении мартенситного превращения в стали после обычной закалки. В результате обработки холодом повышается твердость и стабилизируются размеры изделия, что очень важно для режущего и мерительного инструмента, а также стабилизации размеров точных изделий. Применяется этот процесс для деталей из высоколегированных сталей (12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 18Х2Н4ВА и др.) после цементации и закалки, так как в закаленном ненауглероженном слое имеется остаточный аустенит, понижающий износостойкость и усталостную прочность деталей, а также для инструментов, изготовленных из быстрорежущих сталей.