Производство деталей требует использования специальных технологий. Одним из способов получить нужный эффект является термообработка металла. После нагревания материал меняет свои характеристики, в результате чего улучшается структура его поверхности. После закалки продукция становится однородной, с нее снимается напряжение и сглаживается форма обрабатываемого объекта. Металл обретает нужные свойства, которые могут отличаться исходя из поставленных задач.
Какие используют материалы
Под закалкой подразумевают особый вид термической обработки. Преимущественно подвержены данной процедуре углеродистые и легированные стали. Реже встречается закалка цветных металлов (например, меди, латуни или бронзы), а также алюминиевых и титановых сплавов. Термообработка последних не всегда приводит к повышению прочности. Определенные сплавы меди, наоборот, приобретают большую пластичность и мягкость.
Процедура закалки
Термообработка является ключевым аспектом в производстве разных изделий. Процесс состоит из трех этапов, которые выполняются в следующей последовательности:
- металл нагревается до требуемой температуры;
- изделие быстро охлаждается;
- элемент оставляют для снятия напряжения и корректировки твердости до нужного значения.
Если производятся сложные элементы, то закалка металла может проходить в несколько этапов. При этом процедуры бывают разного типа.
Виды обработки могут отличаться по глубине. Они классифицируются на объемные и поверхностные. Если говорить о машиностроении, то здесь чаще используется первый тип обработки. При этом запчасть прогревается по всей глубине. После завершения резкого охлаждения показатель твердости внутри и снаружи детали отличается всего на пару единиц.
Поверхностная термообработка используется для запчастей, в которых допустима внутренняя пластичность. В процессе обработки индуктор прогревает металл до определенной глубины, а спрейер поливает горячую поверхность водой.
Свойства материала после закалки
Сталь при нагреве подвергается ряду фазовых изменений структуры. При этом видоизменяются состав материала и ее форма. При температуре 723 °C уже начинает распадаться кристаллическая решетка, при этом формируется равномерный раствор — аустенит. Такое состояние углеродистой стали считается исходным для дальнейшего процесса закалки.
При постепенном охлаждении аустенит распадается, а металл восстанавливает свою прочность. Когда сталь быстро охлаждается, жидкая структура не успевает измениться. В данном случае можно варьировать показателями, чтобы добиться определенного результата. Например, при разных скоростях охлаждения и предельных температурах свойства металла могут кардинально отличаться.
Максимальная твердость у стали, закаленной до состояния мартенсита. Этот метод используется при изготовлении режущего инструмента или при необходимости сделать изделие более прочным.
Чтобы получить одновременно твердую и относительно упругую сталь, нужно выполнить закалку на троостит. Такой тип обработки задействуется при изготовлении ударного инструмента, автомобильных рессоров, пружин, а также других деталей с подобными характеристиками.
