- Способи загартування стали
- Способи, що застосовуються для охолодження
- Дефекти, що виникають при загартуванню металу
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Для додання металам певних якостей, наприклад, міцності, їх піддають спеціальній термічній обробці, яка називається гарт. Під час цього процесу метал піддають нагріванню при дуже високих температурах, при цьому доводять сталь до критичної точки, а потім швидко охолоджують. Для швидкого охолодження стали можуть застосовуватися в якості охолоджувача стиснене повітря, водяний туман, рідка полімерна гартівна середу.
Це складний вид обробки металу, так як при цьому метал стає не тільки міцним, але й не таким в'язким і еластичним, як до обробки. Щоб металевий виріб після гарту отримало необхідні якості, застосовують різні види загартування. Яким би способом не проводилася загартовування, необхідно дотримуватися певних заходів безпеки.
- Якщо деталь потрібно опустити в масляну ванну, робити це тільки за допомогою щипців з довгими ручками.
- Маски для обличчя використовувати тільки з загартованими стеклами.
- Рукавички для роботи повинні мати вогнетривкі властивості.
- Для виготовлення одягу повинна застосовуватися вогнетривка тканина.
Способи загартування стали
Є кілька видів загартування, вибір яких залежить від того, який склад має метал, який характер у оброблюваної деталі, наскільки необхідно збільшити міцність матеріалу і за яких умов буде відбуватися охолодження. Способи, при яких відбувається обробка металу, також можна розділити на кілька підвидів.
Використання однієї середовища
Спосіб досить простий, але він підходить не для кожної марки стали і не для всіх деталей. В даному випадку використовується швидке охолодження з великим інтервалом температур. В процесі обробки виникає температурна нерівномірність і велике внутрішнє напруження в матеріалі, що може привести до деформації виробу і навіть до його руйнування. Матеріал, який має великий вміст вуглецю в своєму складі, не підходить для такої обробки.
Загартування металу в кілька ступенів
При цьому методі сталь після нагрівання до потрібної температури занурюють в соляну ванну. Це допомагає вирівняти її температуру. Після цього деталь охолоджують до звичайної температури з використанням масла або повітря. При цьому способі знімається внутрішня напруга і підвищуються механічні якості виробу. Такий спосіб підходить для обробки невеликих деталей.
изотермическая
Такий вид обробки проводиться майже так само, як і ступінчаста гарт, але при цьому виріб витримують в соляній ванні більш тривалий час. При застосуванні ізотермічного загартування на якості деталі швидкість охолодження не впливає. Переваги такого виду загартовування в тому, що сталь практично не жолобиться і повністю відсутні тріщини. Метал стає більш в'язким.
світла
Для цієї процедури використовують спеціальні печі, які мають захисну середу. Перед тим як закласти інструмент в таку піч, його піддають нагріванню в соляній ванні, яка містить хлористий натрій, а потім охолоджують у ванні, що містить суміш їдкого калію і їдкого натрію з невеликим додаванням води.
Загартовування з самоотпуском
Такий спосіб підходить для інструментального виробництва. Суть такого методу в тому, що нагріті деталі витягують з середовища для охолодження до того, як вони повністю охолонуть. Таким чином вдається зберегти трохи тепла в серцевині деталі. Саме це тепло дає можливість проводити відпуск вироби. Тільки коли він зроблений, виріб повністю охолоджують за допомогою спеціальної рідини. Така термічна обробка застосовується для стали, яка йде на виготовлення інструментів, що вимагають високої міцності при експлуатації.
Способи, що застосовуються для охолодження
При швидкому охолодженні загартована сталь набуває внутрішнє напруження, яке з часом призводить до того, що деталі, виготовлені з неї, починають жолобитися, і в них можуть з'явитися тріщини. Ці негативні якості сталь може отримати, якщо її охолоджувати у воді. Краще для охолодження використовувати масло. Однак для деяких деталей, при виготовленні яких застосовувалася вуглецева сталь, використання масла не підходить, так як процес охолодження недостатньо швидкий. В цьому випадку краще використовувати загартовування в двох середовищах, з самоотпуском чи інший спосіб.
Від того, яким способом деталь занурюють в середу для загартовування, залежить внутрішнє напруження в металі. Основні правила, яких необхідно дотримуватися при охолодженні, такі:
- якщо по своїй конфігурації деталь має тонку і товсту частини, то тоді охолоджують спочатку товсту частину;
- щоб деталі довжиною і витягнутої форми не пожолобилися, опускати їх в гартівну середу необхідно вертикально;
- якщо потрібно загартувати тільки частину виробу, застосовується місцева гарт, але в середу для охолодження занурюють всю деталь.
Дефекти, що виникають при загартуванню металу
Якщо під час термообробки стали були порушені технологічні норми, вироби можу мати недостатню твердість. Це відбувається при недостатньо високій температурі при нагріванні і малої витримці, а також якщо швидкість охолодження була недостатньою. Це можна виправити відпалом і повторної загартуванням або застосувати більш енергійну гартівну середу.
Іноді загартована сталь виходить з крупнозернистою структурою, що тягне за собою підвищену крихкість. Це є наслідком перегріву вироби. Необхідно провести відпал і провести нову загартування при необхідній температурі. Якщо крихкість з'явилася після пережога, виправити такий дефект неможливо.
Якщо після гарту деталь покоробило і з'явилися тріщини, значить, метал має високу внутрішню напругу. Такі дефекти з'являються через нерівномірне зміни обсягу гартує деталі, якщо вона має неоднакові розміри і при цьому порушується режим охолодження. Тріщини виправити неможливо, а викривлення можна усунути правкою або рихтуванням. Іноді на оброблюваному виробі після гарту з'являється окалина. Виправити такий шлюб неможливо. Цього можна уникнути, якщо нагрівати деталі в печах, які мають захисну атмосферу.