Закалка и отпуск: зачем два этапа
При закалке сталь нагревают выше критической точки, выдерживают и быстро охлаждают в воде или масле. Металл становится твёрдым, но хрупким и напряжённым. Отпуск — повторный нагрев до более низкой температуры — снимает напряжения и возвращает часть вязкости. Чем выше температура отпуска, тем мягче и вязче деталь.
| Операция | Ориентир по температуре | Для чего |
|---|---|---|
| Закалка углеродистых сталей | 780–850 °C | твёрдость и износостойкость |
| Низкий отпуск | 150–250 °C | режущий и мерительный инструмент |
| Средний отпуск | 350–500 °C | пружины, упругие детали |
| Высокий отпуск | 500–650 °C | нагруженные детали, валы |
| Закалка быстрорежущих сталей | 1200–1240 °C | нужна печь на 1300 °C и выше |
Ориентиры по температурам закалки и отпуска; режим для конкретной марки берут из справочника.
Цифры в таблице — ориентиры. Точную температуру закалки, среду охлаждения и режим отпуска для конкретной марки берут из марочника стали или технологического процесса.
Выдержка и загрузка
Деталь должна прогреться по всему сечению, поэтому время выдержки считают от толщины: для углеродистой стали обычно закладывают порядка минуты на миллиметр сечения после выхода печи на температуру. Камеру не перегружают: холодные детали сильно роняют температуру, и контроллер долго её восстанавливает.
Окалина и обезуглероживание
На воздухе горячая сталь окисляется — появляется окалина, а поверхностный слой теряет углерод и после закалки получается мягче сердцевины. Для лабораторных образцов и инструмента это критично.
Какой класс печи нужен
Для закалки и отпуска углеродистых и большинства конструкционных сталей хватает печи на 1200 °C: рабочие 780–850 °C идут с большим запасом, а печь выходит на режим быстро. Для легированных и быстрорежущих сталей с закалкой при 1200 °C и выше берут печь на 1300–1400 °C. Если окалина недопустима, выбирают атмосферную или вакуумно-атмосферную печь.
Безопасность у открытой печи
- Работают в щитке или очках, жаростойких рукавицах и фартуке; клещи — с длинными ручками.
- Бак с закалочной средой ставят рядом с печью, чтобы деталь не остывала по пути.
- Масло для закалки держат под крышкой и не перегревают: горячая деталь может его поджечь.
- Печь ставят на негорючее основание; рядом не хранят ветошь и растворители.
| Температура | до 1200 °C |
| Камера | 2–36 л |
Особенности
- Сдвижная дверь уводит горячую сторону
- Программы нагрева
- Отключение нагрева при открытии
| Температура | до 1300 °C |
| Нагреватели | SiC |
Особенности
- Для легированных сталей
- Камеры 8–45 л
- Программируемый контроллер
| Температура | до 1200 °C |
| Среда | инертный газ |
Особенности
- Отжиг и закалка без окалины
- Газовые порты
- Камеры 2–30 л
| Температура | до 1200 °C |
| Среда | вакуум и газ |
Особенности
- Камеры 3–255 л
- Откачка камеры
- Программа на 30 сегментов