ЧТО ТАКОЕ ЗАКАЛКА?
Термическая обработка - это популярный способ изменения механических свойств некоторых металлов. Возможность изменять твердость, вязкость и прочность металла, сохраняя при этом его химический состав неизменным и практически неизменным, является отличным способом приспособить металл к потребностям окружающей среды и требованиям работы, в которой он используется. Существует множество различных способов термической обработки металла, одним из самых популярных является метод, известный как закалка.
Что такое закалка?
Закалка - это один из видов термической обработки металла. Закалка подразумевает быстрое охлаждение металла для приведения механических свойств в исходное состояние. Для проведения процесса закалки металл нагревают до температуры, превышающей температуру нормальных условий, обычно выше температуры рекристаллизации, но ниже температуры плавления. Металл выдерживают при этой температуре в течение определенного времени, чтобы тепло "пропитало" материал. После того как металл выдерживается при нужной температуре, его закаливают в среде, пока он не вернется к комнатной температуре. Металл также может подвергаться закалке в течение длительного периода времени, чтобы холод от процесса закалки распределился по всей толщине материала.
Закалочная среда
Существует целый ряд закалочных сред, которые могут выполнять процесс закалки. Каждая среда имеет свои уникальные свойства закалки. При выборе типа закалочной среды следует учитывать такие факторы, как скорость закалки, экологичность закалочной среды, замену закалочной среды и стоимость закалочной среды. Ниже приведены основные типы закалочных сред:
Воздух
Масло
Вода
Рассол
Воздух
Воздух - популярная закалочная среда, используемая для охлаждения металлов под закалку. Доступность - одно из главных преимуществ воздуха; его доступность является результатом его изобилия на земле. Фактически, любой материал, который нагревают, а затем дают ему остыть до комнатной температуры, просто оставляя в покое, считается закаленным в воздухе. Закалка воздухом также осуществляется более целенаправленно, когда он сжимается и нагнетается вокруг закаливаемого металла. В этом случае деталь охлаждается быстрее, чем при закалке воздухом, хотя даже сжатый воздух может охлаждать многие металлы слишком медленно, чтобы изменить их механические свойства.
Масло
Масло способно закаливать нагретые металлы гораздо быстрее, чем сжатый воздух. Для закалки маслом нагретую деталь опускают в резервуар, заполненный каким-либо видом масла. Масло также может промываться через деталь. В зависимости от области применения часто используются различные типы масла, поскольку они отличаются по скорости охлаждения и температуре вспышки.
Вода
Вода также способна быстро охлаждать нагретые металлы. Она может охладить металл даже быстрее, чем масло. По аналогии с закалкой маслом, резервуар заполняется водой, и в него погружается нагретый металл. Воду также можно промывать через деталь. Преимуществом воды является то, что воспламеняемость среды не вызывает опасений.
Рассол
Рассол - это смесь воды и соли. Рассол охлаждается быстрее, чем воздух, вода и масло. Причина этого в том, что смесь соли и воды препятствует образованию воздушных глобул при контакте с нагретым металлом. Это означает, что большая часть поверхности металла будет покрыта жидкостью, а не пузырьками воздуха.
Закалка стали
Сталь заслуживает особого упоминания при обсуждении процесса закалки, поскольку ее механические свойства очень чувствительны к закалке. В процессе закалки, известном как закалка под закалку, сталь поднимают до температуры выше температуры рекристаллизации и быстро охлаждают в процессе закалки. Быстрая закалка изменяет кристаллическую структуру стали по сравнению с медленным охлаждением. В зависимости от содержания углерода и легирующих элементов в стали, после закалки она может получить более твердую и хрупкую микроструктуру, такую как мартенсит или бейнит. Такие микроструктуры приводят к повышению прочности и твердости стали. Однако они делают сталь уязвимой к растрескиванию и значительно снижают ее пластичность. По этой причине некоторые стали после закалки подвергаются отжигу или нормализации.
