Закалка. Цель закалки – получить основную фазу закаленной стали – мартенсит (мелкопластинчатый)

Цель закалки – получить основную фазу закаленной стали – мартенсит (мелкопластинчатый).

Мартенсит – пересыщенный и поэтому неравновесный твердый раствор углерода в Fe _a. Твердость мартенсита тем больше, чем выше в нем концентрация углерода.

Мартенсит образуется, как известно, из аустенита в процессе достаточно быстрого охлаждения (например, в воде) деталей машин и инструментов. При этом пластина мартенсита возникает и растет в пределах аустенитного зерна. Поэтому мелким зернам аустенита соответствует мелкопластинчатый мартенсит с наиболее высоким уровнем прочностных свойств.

Таким образом, температура нагрева для закалки изделий должна быть выбрана так, чтобы структура их сталей перед охлаждением состояла из мелких зерен аустенита. В структуре заэвтектоидных сталей, из которых производят инструменты, целесообразно сохранить зерна цементита, твердость которых больше, чем твердость мартенсита.

Следовательно, температуры закалки изделий из доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей должны быть такими же, как и при отжиге (см. рис.6.1):

1) температура закалки деталей машин и станков из доэвтектоидной стали: t_зак.=Ас3+(30…50)°C;

2) температура закалки инструментов из заэвтектоидной стали: t_зак.=Ас1+(50…70)°C.

Структура доэвтектоидной стали после быстрого охлаждения до цеховой температуры (20°С), т.е. в результате закалки – мартенсит (мелкопластинчатый) в соответствии с «С-образной» диаграммой для доэвтектоидных сталей (см. рис.6.2). Твердость изделия зависит от марки стали, т.е. от содержания углерода.

Структура заэвтектоидных сталей в результате закалки – мелкопластинчатый мартенсит, цементит вторичный и аустенит (остаточный) в соответствии с «С-образной» диаграммой для заэвтектоидных сталей (см. рис.6.3). Твердость инструментов после закалки высокая и составляет 62…64HRC.