Гартування сталей

Гартування – така термічна обробка під час якої проводиться нагрів сталі до температур на 30…50°С вище точки А_С3 чи А_С1, витримці при цих температурах для завершення перетворень з наступним охолодженням зі швидкістю вище критичної. Гартування – це не кінцева термічна обробка. Залежно від температури нагрівання розрізняють повне і неповне гартування. При повному гартуванні, якому піддають лише доевтектоїдні сталі, сталь нагрівають на 30…50°С вище за А_С3 (лінія GS) для отримання вихідної структури аустеніту. Для неповного гартування доевтектоїдну сталь нагрівають в інтервалі температур А_С1- А_С3 (до 760…780°С). Після гартування з цього інтервалу температур у сталі поряд з мартенситом зберігаються ділянки фериту, у яких перетворення не пройшло. Присутність фериту приведе до зниження твердості та механічних властивостей сталі після відпуску.

Нагрів доевтектоїдних сталей до температур значно вищих А_С3 приведе до росту зерна аустеніту та утворення крупноголчатого мартенситу та погіршенню в'язкості.

Неповному гартуванню, як правило, піддають заевтектоїдні сталі. Вихідна структура при цьому – аустеніт і цементит. Останній зберігається в структурі після гартування, сприяє підвищенню твердості та зносостійкості загартованої високо вуглецевої сталі. Для забезпечення потрібної швидкості охолодження використовують різні гартівні середовища (воду, масло, розчин органічних сполук, тощо). Охолоджуючі (гартівні) середовища повинні забезпечити високу швидкість охолодження при температурах найнижчої стійкості аустеніту (550…650°С), щоб попередити розпад його на ферито-карбідну суміш. В області мартенситного перетворення гартівні середовища повинні унеможливити утворення підвищених внутрішніх напружень, які визивають деформацію виробів, які загартовують, та утворення тріщин. Залежно від способу охолодження розрізняють гартування з безперервним охолодженням, ступеневе, ізотермічне, тощо.

Найчастіше використовується безперервне гартування, тобто гартування при якому охолодження проводиться в одному охолоджувачі. Переривчасте (охолодження у двох середовищах), таке гартування, коли деталь спочатку охолоджують у воді до температур 300…400°С, а потім швидко переміщують у менш інтенсивно діючий охолоджувач (масло, повітря), тут деталь охолоджується до кімнатної температури, що знижує напруження, які виникають при швидкому охолодженні, в області температур мартенситного перетворення.

Нагрівання під гартування проводиться в камерних електричних печах, у шахтних печах, печах-ваннах (тобто у розплавах солей і лугів), у розплавлених металах, у захисній атмосфері, та ін. швидкість нагрівання залежить від складу сталі та розмірів деталей, час ізотермічної витримки складає, як правило 1хв. на 1мм перерізу.

Деякі сталі, наприклад складно леговані, нагрівають під гартування від температур 1000…1270°С, зокрема швидкорізальні сталі. Для унеможливлення зневуглецювання застосовують контрольовані атмосфери – продукти дисоціації аміаку, генераторний газ (СО – СО₂ – N₂) чи суміш газів (СО – СО₂ – Н₂ – N₂ – H₂O), які отримують при згоранні природного газу. В деяких випадках застосовують засипки – карбюризатор чи обмазку.

Важливими характеристикам сталей, вироби із яких піддають гартуванню, є загартованість і прогартованість.

Загартованість – здатність сталі до підвищення твердості при гартуванні. Вона визначається вмістом вуглецю у сталі.

Прогартованість – здатність сталі набувати загартований шар з мартенситною чи тростито-мартенситною (50%М + 50%Т) структурою і високою твердістю на ту чи іншу глибину. Прогартованість визначається критичною швидкістю охолодження.

Загартована сталь після охолодження знаходиться у структурно-напруженому стані, є твердою (при цьому її твердість залежить від вмісту вуглецю у мартенситі) та крихкою. Для зменшення крихкості та напружень, спричинених гартуванням, переведення незрівноважної структури загартованої сталі у рівноважний стан і надання потрібних властивостей (підвищення в'язкості, пластичності, зменшення твердості), сталь після гартування обов'язково піддають відпуску.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Відпал І роду	\|	Відпуск сталей

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.