Глава 32. Термическая и химико-термическая обработка стали
Виды термической обработки
Термическая обработка стали имеет целью изменение механических
свойств ее путем последовательного нагрева и охлаждения без изменения
химического состава и с сохранением формы детали. Виды термической
обработки (отжиг, нормализация, закалка, отпуск) различают в зависимости
от температуры нагрева, режима и скорости охлаждения.
Отжиг имеет целью: а) уничтожение внутренних напряжений, неравномерности
структуры и крупнозернистости, возникающих при ковке, прокатке, литье;
б) получение мягкости (для улучшения обрабатываемости режущими
инструментами); в) улучшение структуры стали перед дальнейшей
термической обработкой.
Отжиг заключается в медленном нагреве стали до температуры 750-850° с
последующим медленным охлаждением вместе с печью или в горне (под слоем
воды или песка).
Нормализацией называется особый вид отжига, широко применяемый в
заводских условиях для деталей после ковки. Температура нагрева при
нормализации 900-950°, охлаждение - в спокойном воздухе; сталь при этом
получает более равномерную мелкозернистую структуру и повышенные
механические свойства.
Закалка применяется для повышения твердости стали и состоит из нагрева
до определенной температуры и последующего быстрого охлаждения.
Способность стали закаливаться зависит от содержания в ней углерода. Чем
больше в стали углерода, тем больше ее твердость после закалки и тем
ниже должна быть температура ее нагрева перед закалкой (для углеродистой
стали в пределах 750-850°). Для получения качественной закалки нагрев и
охлаждение Должны быть равномерными, а температура нагрева - точно
соответствовать сорту стали.
При нагреве в горне температура может быть определена приближенно по
цвету нагретого металла - цветам каления: бурый цвет соответствует 600°,
темно-красный - 650°, вишневокрасный - 750°, красный - 850°, оранжевый -
950°, желтый 1000°, светло-желтый - 1100°, белый - 1200-1300°.
Скорость и среда охлаждения оказывают большое влияния на твердость
стали: холодная вода закаливает тверже, чем теплая; масло дает меньшую
твердость, чем вода. Углеродистые стали закаливают в воде, а
легированные чаще масле.
Закалке подвергают большинство стальных деталей, содежащих углерода не
менее 0,3%, а также инструменты; дл равномерности закалки надо быстро
опускать нагретую деталь! в охлаждающую среду и перемещать в ней деталь
до полного охлаждения.
Отпуск обязательно производят после закалки в целях уменьшения хрупкости
и внутренних напряжений, полученных при резком охлаждении стали.
Температура нагрева при отпуске для инструментов - 200-320°, а для
деталей машин - 500- 600°. Охлаждение производят в воде или на воздухе.
Чем выше; нагрев стали при отпуске, тем большую вязкость она
приобретает, но тем больше и снижение твердости. Температура нагрева;
инструментов при отпуске может быть приближенно определена, по цветам
побежалости, т. е. цветам пленок окиси, образующихся на поверхности
нагретого куска стали: светло-желтый цвет соответствует 220-240°,
оранжевый - 240-260°, красно-фиолетовый - 260-280°, синий - 280-300°.
