Поверхневе гартування сталі

Поверхневе гартування відбувається внаслідок швидкого нагрівання поверхневого шару сталі до температури вище критичної і наступне охолодження з метою одержання в поверхневому шарі структури мартенситу.

Поверхневе гартування використовують для підвищення зносостійкості деталей при збереженні високого опору динамічним навантаженням, зростанню міцності втомлювання. Поверхневе гартування відбувається дуже швидко і тому на поверхні деталі не утворюється окалини.

Методи нагрівання можуть бути різними – струмами високої частоти (СВЧ), полум’ям газової горілки, в електролітах. Нагрів СВЧ є найбільш продуктивним. При нагріванні СВЧ (2…50 сек.) гартують деталі різноманітної конфігурації, повністю автоматизуючи процес гартування. Після гартування деталі піддають низькому відпуску.

Перспективним є нагрівання заготовки лазерним променем протягом 10^-3…10^-7 сек. Товщина зміцненого шару не перевищує 0,1…0,15 мм.

Відпуск сталі

Відпуском називають процес нагрівання загартованої сталі до температури не вище точки Ас₁ (727 ^оС), витримування при цій температурі і подальшого охолодження. Відпуск виконують для зниження або повного усунення внутрішніх напружень, зменшення крихкості загартованої сталі та отримання необхідної структури і механічних властивостей.

Низькотемпературний відпуск проводять з нагріванням сталі до температури 150-250^о С протягом 1…3 годин. Цей відпуск знижує внутрішні напруження в сталі при збереженні високої твердості (58-63 HRC). Він використовується переважно для інструментів з вуглецевих і низьколегованих сталей, а також для деталей, які підлягають поверхневому гартуванню, цементації і нітроцементації, до яких пред’являють високі вимоги по твердості і зностостійкості. При охолодженні одержують структуру мартенситу відпуску.

Середньотемпературний відпуск здійснюють при температурах 350-500 ^оС. Метою цього відпуску є покращення структури трооститу. Твердість загартованої сталі при цьому знижується до 40-50 HRC, межа пружності досягає максимальної величини. Середньому відпуску підлягають ресори, пружини і ударні інструменти.

Високотемпературний відпуск здійснюють при темпе-ратурах 500-650 ^оС. Сталь при цьому набуває структурі сорбіту (сорбіт відпуску). Твердість загартованої сталі знижується до 250-350 НВ, міцність зменшується в 1,5-2 рази, пластичність і в’язкість збільшуються в декілька разів, внутрішні напруження повністю знімаються. Гартування з високим відпуском називають поліпшенням. Поліпшена сталь в порівнянні з відпаленою або нормалізованою має більш високі показники міцності, пластичності і в’язкості. Поліпшенню піддають вироби з конструкційних сталей марок 40, 45, 40Х, 40ХНМ, 40ХМФ тощо (напівосі, колінчасті вали, шатуни, поворотні кулаки, важилі, балки передніх осей вантажних автомобілів, а також болти, гайки, гвинти тощо), які сприймають значні ударні та знакозмінні навантаження.