Закалочные среды

Книга название: Закалочные среды
Автор: Л.В. Петраш
Год печати: 1959
Кол-во страниц: 113
Формат: Pdf

При термической обработке стали правильный выбор закалочных сред оказывает решающее влияние на качество изделий. В настоящее время закалка наиболее часто производится в воде, водных растворах солей и щелочей, а также в маслах. Вода и среды на водной основе отличаются высокой охлаждающей способностью, но им свойственно слишком быстрое охлаждение поверхности изделий в области низких температур и резкая зависимость охлаждающей способности от температуры. В результате этого при закалке в воде на изделиях нередко получаются трещины. Масла лишены этих пороков, но обладают пониженной охлаждающей способностью. Другие, реже применяемые закалочные среды расплавы солей, щелочей и металлов близки по охлаждающей способности к маслам.

Изучению закалочных сред посвящено много работ. В этих работах производилось сравнение резкости охлаждения в различных средах, исследовалось влияние температуры, циркуляции и различных добавок на скорость охлаждения и результаты закалки. Однако характеристики охлаждающей способности многих закалочных оред и процесс охлаждения в них все еще изучены недостаточно. Целью предлагаемой книги является систематизация теоретических и практических данных по закалочным средам, определение границ возможного их применения и выяснение механизма некоторых явлений, наблюдаемых в процессе охлаждения. Приведенные в книге материалы помогут более обоснованно выбирать и использовать закалочные среды при термической обработке изделий. Они же могут быть использованы при разработке новых закалочных сред.

Охлаждение при закалке стали должно обеспечивать получение определенных структур по сечению изделий, т. е. определенную их прокаливаемость, и вместе с тем не должно вызывать закалочных дефектов - трещин, коробления, деформации и повышенного уровня остаточных напряжений. При закалке стали на охлаждение ее в интервалах пониженной устойчивости аустенита ниже критической точки А должно производиться со скоростью, превышающей критическую скорость закалки, значения которой для легированных сталей колеблются от десятых долей до 100 град/сек., а для углеродистых- от 100 до 600 град/сек. Несмотря на то, что в соответствии с данными термокинетических и С-кривых ускоренное охлаждение необходимо только в сравнительно узких интервалах температур, соответствующих перлитному и бейнитному превращениям, фактически, в силу значительности объема и тепловой инерции закаливаемых изделий, ускоренное охлаждение их обычно распространяется на значительно больший интервал температур.

При закалке изделий на мартенсит применяется форсированное охлаждение поверхности, скорость снижения температуры которой часто значительно превышает критическую скорость закалки стали. С точки зрения образования закалочных дефектов скорость охлаждения выше мартенситной точки Мн играет различную роль. При повышении скорости резко увеличивается коробление и повышается уровень тепловых напряжений. Однако получаемое при этом повышение тепловых напряжений часто приводит к снижению суммарных закалочных напряжений, что уменьшает вероятность образования закалочных трещин. Ускоренное охлаждение в мартенситном интервале крайне нежелательно, так как вызывает резкое увеличение напряжений. Особенно опасными оказываются растягивающие напряжения, которые в условиях временного снижения прочности стали в период превращения и неблагоприятного физико-химического воздействия горячей воды могут вызывать образование трещин.

В зависимости от свойств стали, характера требуемых структур, а также формы и размеров изделий, для их охлаждения при закалке применяются среды, значительно отличающиеся по своим физическим свойствам: воздух, металлические плиты, расплавленные металлы, соли и щелочи, вода, водные растворы различных веществ, масла и пр. Отличие между перечисленными средами не исчерпывается только тем, что они охлаждают изделия быстрее или медленнее. Очень важной характеристикой сред, применяемых для закалки, является то, что некоторые из них быстро отбирают тепло в самом начале процесса охлаждения, другие - в середине, третьи - в конце. Наибольшее влияние на характер охлаждения закалочных сред оказывает наличие или отсутствие изменения их агрегатного состояния в период охлаждения.

Скачать бесплатно книгу Закалочные среды