58. Поверхностное упрочнение стали

Для повышения твердости поверхностных слоев, предела выносливости и сопротивляемости истиранию многие детали машин подвергают поверхностному упрочнению. Существуют три основных метода поверхностного упрочнения:

1) поверхностная закалка; 2) пластическое деформирование; 3) химико-термическая обработка.

Основное назначение поверхностной закалки — повышение твердости, износостойкости и предела выносливости разнообразных деталей. Применяют следующие способы поверхностной закалки:

1) газопламенную закалку; 2) закалку с индукционным нагревом токами высокой частоты; 3) закалку в электролите.

Общим для всех способов поверхностной закалки является нагрев поверхностного слоя детали до температуры выше критической точки с последующим быстрым охлаждением для получения мартенсита. Газопламенная закалка состоит из нагрева поверхности стальных деталей ацетиленокислородным пламенем и быстрого охлаждения их водяным душем. Индукционный нагрев — наиболее распространенный способ. К преимуществам этого способа относят возможность полной автоматизации процесса закалки; отсутствие выгорания углерода и других элементов, а также заметного окисления и образования окалины; достаточно точное регулирование глубины закаленного слоя. Закалка в электролите основана на том, что при пропускании постоянного тока через электролит (5—10%-ный водный раствор кальцинированной соды) на катоде (детали) образуется тонкий слой (газовая оболочка) из мельчайших пузырьков водорода. Из-за плохой электропроводимости пузырьков водорода ток сильно возрастает и катод (деталь) нагревается до заданной температуры, после чего закаливается при отключении тока в том же электролите.

Упрочнение пластическим деформированием — прогрессивный технологический процесс, приводящий к изменению свойств поверхностных слоев металлического изделия.

59. Особенности термической обработки легированных сталей

Термическая обработка легированных сталей по сравнению с обработкой углеродистых сталей имеет ряд технологических особенностей. Критические температуры у одних легированных сталей выше, у других — ниже, чем у углеродистой стали. Для легированных сталей требуется несколько большее время выдержки, так как они обладают худшей теплопроводностью. Скорость охлаждения при термической обработке устанавливают в соответствии с устойчивостью переохлажденного аустенита и значением критической скорости закалки.

Легированная сталь обладает большей прокаливаемостью, чем углеродистая. Чем выше степень легированности сталей, тем более глубокой прокаливаемостью они обладают. Из легированных инструментальных сталей особый интерес представляют быстрорежущие стали, широко используемые для изготовления режущего инструмента. Такие изделия необходимо нагревать ступенчато.

Структура закаленной быстрорежущей стали представляет собой сочетание мартенсита, остаточного аустенита и сложных карбидов. После закалки изделия из быстрорежущей стали обязательно подвергают отпуску. Отпуск таких сталей имеет свои особенности: изделия подвергают многократному отпуску (2-3 раза) при температуре 560 ^оС для стали Р9 и 580 ^оС для стали Р18 с выдержкой 1 ч.