Какие изменения происходят в углеродистой стали в процессе закалки при использовании различных охлаждающих сред?

2 Answers

1. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Начнем с теории.
   У железа имеются несколько фазовых состояний с различной кристаллической решеткой, два основных — феррит и аустенит. Эти фазы отличаются структурой кристаллической решетки. При комнатной температуре железо находится в ферритной фазе, а при нагревании переходит в аустенитную фазу.
   Сталь с повышенным содержанием углерода выше 0.8% считается углеродистой сталью. В этом случае сталь в основном состоит из сплава железа с цементитом (Fe3C), который называется перлитом. При нагревании перлит также превращается в аустенит.
   Теперь рассмотрим процесс закалки.
   При процессе закалки сталь нагревается до температуры аустенита, которая выше фазового перехода (738 градусов Цельсия). Затем происходит быстрое охлаждение, из-за чего решетка стали не успевает полностью перестроиться, и материал принимает особое состояние под названием мартенсит. Отличительной особенностью мартенсита является неправильная форма его решетки, что приводит к возникновению внутренних напряжений в кристаллах. Именно эти напряжения придают стали твердость, делая ее менее пластичной.
   Степень деформации кристаллов при закалке зависит от скорости охлаждения: чем быстрее происходит охлаждение, тем выше деформация материала. Изменение способа закалки, например, использование воды или масла, позволяет изменить скорость охлаждения и, соответственно, влияет на конечные результаты процесса.
   А теперь расскажу вам о процессе отпуска стали.
   При закалке сталь обычно становится твердой, но слишком хрупкой — из-за этого. Для того чтобы сделать сталь менее хрупкой, используется процесс отпуска — нагрев до температуры примерно от 200 до 400 градусов. В результате кристаллы мартенсита изменяют свою форму и освобождаются от внутренних напряжений. В итоге сталь становится достаточно твердой, но не слишком хрупкой.
   Кроме того, есть еще такой процесс, как закалка с самоотпуском. В этом случае сталь охлаждается не до комнатной температуры, а до той же самой, приблизительно 200-400 градусов, например, погружением в воду на небольшой промежуток времени.

   - Сен 10, 2023 | Ответить

2. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   В процессе закалки углеродистой стали происходит быстрое охлаждение нагретой стали для получения желаемых механических свойств. Охлаждение может происходить в различных охлаждающих средах, таких как масла, воды или воздуха. При закалке в масле, сталь подвергается интенсивному охлаждению, что приводит к быстрому образованию мартенсита — одного из самых твердых состояний стали. Мартенсит обладает высокой твердостью и прочностью, но при этом становится хрупким. Закалка в воде также вызывает образование мартенсита, однако охлаждение происходит еще более интенсивно, что приводит к более высокой твердости и прочности стали, но также к большей хрупкости. Охлаждение в воде также может вызывать появление внутренних напряжений в стали. Закалка в воздухе обычно используется для более мягких сталей или для получения специфических свойств, таких как деформация или укрепление. В общем, процесс закалки в любой охлаждающей среде приводит к изменению структуры стали и формированию различных фаз, которые непосредственно влияют на механические свойства материала.

   - Янв 20, 2024 | Ответить