Chladenie počas tvrdnutia. Kalenie ocele v rôznych prostrediach

Spôsob chladenia pri kalení musí v prvom rade zabezpečiť požadovanú hĺbku prekaliteľnosti. Na druhej strane režim chladenia by mal byť taký, aby nedochádzalo k silnému vytvrdzovaniu, čo by viedlo k deformácii výrobku a tvorbe trhlín pri vytvrdzovaní.

Napätia pri kalení sú tvorené tepelným a štrukturálnym napätím. Počas vytvrdzovania vždy existuje teplotný rozdiel v priereze výrobku. Rozdiel v tepelnej kontrakcii vonkajšej a vnútornej vrstvy počas obdobia ochladzovania spôsobuje vznik tepelných napätí.

Martenzitická premena je spojená s nárastom objemu o niekoľko percent. Povrchové vrstvy dosahujú martenzitický bod skôr ako jadro produktu. Martenzitická premena a s tým spojené zväčšenie objemu neprebieha súčasne v rôznych bodoch rezu výrobku, čo vedie k vzniku štrukturálnych napätí.

Celkové kaliace napätia sa zvyšujú so zvyšovaním teploty ohrevu na kalenie a so zvyšovaním rýchlosti ochladzovania, pretože v oboch týchto prípadoch sa teplotný rozdiel v priereze produktu zvyšuje. Zvýšenie teplotného rozdielu vedie k zvýšeniu tepelného a konštrukčného napätia.

Pri oceliach sa napätia z kalenia s najväčšou pravdepodobnosťou vyskytujú v teplotnom rozsahu pod bodom martenzitu, keď sa objavia štrukturálne napätia a vytvorí sa krehká fáza, martenzit. Nad martenzitickým bodom sa vyskytujú iba tepelné napätia a oceľ je v austenitickom stave a austenit je tvárny.

Ako ukazuje C-diagram, v oblasti najnižšej stability podchladeného austenitu je nevyhnutné rýchle ochladenie. Pre väčšinu ocelí je táto oblasť v rozsahu 660–400 °C. Nad a pod týmto teplotným rozsahom je austenit oveľa odolnejší voči rozpadu ako v blízkosti ohybu C-krivky a produkt môže byť chladený relatívne pomaly.

Pomalé ochladzovanie je dôležité najmä od teplôt 300-400°C, pri ktorých vo väčšine ocelí vzniká martenzit. Pri pomalom ochladzovaní nad ohybom C-krivky klesajú len tepelné napätia, kým v martenzitickej oblasti klesajú tepelné aj štrukturálne napätia.

Najbežnejšie používanými chladiacimi médiami sú studená voda, 10% vodný roztok NaOH alebo NaCl a oleje.

Rýchlosť ochladzovania ocele v rôznych prostrediach

V tabuľke sú uvedené rýchlosti chladenia malých vzoriek ocele v dvoch teplotných rozsahoch pre rôzne médiá. Doteraz sa nenašla taká zhášacia kvapalina, ktorá by sa rýchlo ochladzovala v oblasti teplôt perlitu a pomaly v martenzitickej.

Studená voda- najlacnejší a najúspornejší chladič. Rýchlo sa ochladzuje v perlitických aj martenzitických teplotných rozsahoch. Vysoká chladiaca kapacita vody je spôsobená nízkou teplotou a obrovským teplom varu, nízkou viskozitou a relatívne vysokou tepelnou kapacitou.

Prídavky soli alebo zásady zvyšujú chladiacu kapacitu vody v oblasti perlitu.

Hlavný nedostatok vody— vysoká rýchlosť ochladzovania v martenzitickom intervale.

Minerálny olej chladne pomaly v martenzitickej oblasti (to je jeho hlavná výhoda), ale pomaly sa ochladzuje aj v oblasti perlitu (to je jeho hlavná nevýhoda). Preto sa olej používa na kalenie ocelí s dobrou prekaliteľnosťou.

Zohriata voda nemôže nahradiť olej, pretože zahrievanie prudko znižuje rýchlosť chladenia v oblasti perlitu, ale takmer ju nemení v martenzitickej oblasti.

"Teória tepelného spracovania kovov",
I.I. Novikov

Pretože neexistuje žiadne také kaliace médium, ktoré by poskytovalo rýchle ochladzovanie v teplotnom rozsahu 650-400 °C a pomalé ochladzovanie nad a hlavne pod týmto intervalom, na zabezpečenie potrebného chladiaceho režimu sa používajú rôzne spôsoby kalenia. Kalenie cez vodu do oleja Kalenie cez vodu do oleja (kalenie v dvoch médiách): 1 - normálny režim; ...

V mnohých oceliach sa martenzitický interval (Mn - Mk) rozširuje na záporné teploty (pozri obrázok Závislosť od teploty). V tomto prípade kalená oceľ obsahuje zvyškový austenit, ktorý je možné ďalej premeniť na martenzit ochladením produktu na teploty pod izbovú teplotu. V podstate takéto ošetrenie chladom (navrhnuté v roku 1937 A.P. Gulyaevom) pokračuje v chladení, ktoré sa preruší v miestnosti ...

Mnohé výrobky musia mať vysokú tvrdosť povrchu, vysokú pevnosť povrchovej vrstvy a húževnaté jadro. Táto kombinácia vlastností na povrchu a vo vnútri výrobku je dosiahnutá povrchovým kalením. Pre povrchové kalenie oceľového výrobku je potrebné ohriať iba povrchovú vrstvu danej hrúbky nad bod Ac3. Toto zahrievanie sa musí vykonávať rýchlo a intenzívne, aby sa jadro v dôsledku tepelnej vodivosti tiež nezohrievalo na ...

kalená oceľ Ide o operáciu tepelného spracovania, pri ktorej sa oceľové diely zahrievajú na teplotu mierne nad kritickou teplotou, udržiavajú sa na tejto teplote a potom sa rýchlo ochladzujú vo vode alebo oleji.

Hlavná účel otužovania- získavanie ocele s vysokou tvrdosťou, pevnosťou, odolnosťou proti opotrebeniu a ďalšími vlastnosťami. Kvalita kalenia závisí od teploty a rýchlosti ohrevu, doby výdrže a rýchlosti chladenia.

Teplota ohrevu na kalenie pre väčšinu ocelí, vrátane legovaných, je určená polohou kritických bodov A c1 a A c3. Pre uhlíkové ocele teplota vytvrdzovania možno ľahko určiť z diagramu železo-uhlík.

Rýchlorezné, nehrdzavejúce a iné špeciálne ocele sú kalené pri vyšších teplotách ohrevu ako uhlíkové a nízkolegované konštrukčné a nástrojové ocele. Napríklad pre nehrdzavejúcu oceľ triedy 4X13 sa teplota kalenia rovná 1050 - 1100 ° C.

Rýchlosť vykurovania

Tvrdiace médiá.

Rýchlosť ochladzovania ocele v závislosti od kaliaceho média

Tabuľka ukazuje, že v 10% vodnom roztoku hydroxidu sodného alebo kuchynskej soli je rýchlosť ochladzovania ocele v oblasti troostitových transformácií (600-600 °C) dvojnásobkom rýchlosti ochladzovania v sladkej vode. V oblasti martenzitických premien (300-200°C) slaná a sladká voda ochladzujú oceľ takmer rovnako. Táto výhoda vodných roztokov solí sa využíva v praxi tepelného spracovania. Termisti však najčastejšie používajú 5-10% roztok kuchynskej soli, pretože nekoroduje oceľ a nepôsobí na ruky pracovníkov, ako odmasťovanie lúhu sodného (žieraviny).

Na kalenie nástrojov vyrobených z ocelí U10, U12 sa vodné roztoky zvyčajne zahrievajú na 30 °C, aby sa znížilo deformovanie oceľových častí.

Na rozdiel od vody, schopnosť tvrdnutia oleja málo závisí od teploty a rýchlosť chladenia v oleji je mnohonásobne nižšia ako vo vode. Preto, aby sa znížilo napätie a zabránilo sa tvorbe kaliacich trhlín, na kalenie legovaných ocelí s nižšou tepelnou vodivosťou ako uhlíkové ocele sa používa minerálny olej - vreteno č.2 a 3. V neprítomnosti oleja horúca voda (80°C ) sa odporúča.

Na dosiahnutie stabilných výsledkov pri kalení je potrebné používať jeden typ oleja, pravidelne ho meniť alebo obnovovať.

Treba poznamenať, že v procese ochladzovania počas kalenia vo vode sa okolo častí vytvorí tepelný vodič, potom rýchlosť chladenia ocele prudko klesá. Okrem toho parný plášť zhoršuje kaliteľnosť ocele, vedie k vzniku mäkkých miest na povrchu kalených dielov a niekedy k prasklinám. Skúsení termisti preto zvyčajne vytvrdzujú diely v cirkulujúcej vode nepretržitým pohybom vo vertikálnom alebo horizontálnom smere.

Vnútorné napätia.

Pri tepelnom spracovaní vznikajú v dôsledku nesúčasnosti premien a tepelnej rozťažnosti a kontrakcie vnútorné napätia na rôznych miestach obrobku. Napätia môžu presiahnuť nielen medzu pružnosti alebo medzu klzu, ale aj odolnosť proti lomu. V druhom prípade vnútorné napätia vytvárajú trhliny alebo dokonca zničia časť.

Vnútorné napätia môžu byť dvoch typov - tepelné a štrukturálne. Tepelné vnútorné napätia vznikajú v dôsledku nerovností, ochladzovania povrchu dielca a jeho vnútorných vrstiev.

Ak má časť pevnú časť, potom pri akomkoľvek chladení sa povrch ochladzuje rýchlejšie a jadro - pomalšie. Výsledkom je, že počas chladenia bude mať diel rôzne teploty a rôzne špecifické objemy v rôznych bodoch pozdĺž rezu. Tento teplotný rozdiel bude tým väčší, čím viac sa bude rýchlosť chladenia na povrchu líšiť od rýchlosti chladenia v strede dielu.

Ocele legované chrómom, molybdénom, volfrámom majú nižšiu tepelnú vodivosť ako uhlíkové ocele a pri kalení bude rýchlosť ich ochladzovania na povrchu dielu a v strede veľmi vysoká.

Aby sa znížila rýchlosť ochladzovania počas kalenia a znížilo sa v nich namáhanie, takéto diely z legovanej ocele sa podrobujú pomalému chladeniu iba v prúde oleja alebo vzduchu.

Konštrukčné vnútorné napätia, podobne ako tepelné napätia, vznikajú v dôsledku nesúbežnosti premien pri ochladzovaní kovu a v dôsledku rôznych štrukturálnych premien v rôznych bodoch rezu dielu.

Takže pri ochladzovaní, zahrievaní vysoko uhlíkovej ocele nad kritický bod sa austenit mení na martenzit a tieto premeny sú sprevádzané zmenou objemu (vznik martenzitu vždy zväčšuje objem). Povrchové vrstvy, kde sa premeny končia skôr, po ochladení zažívajú ťahové napätia zo strednej zóny, v ktorej premeny pokračujú. Postupom času premeny pokrývajú stále hlbšie vrstvy do detailov a dosahujú jadro. Ale týmto premenám v jadre bránia vonkajšie chladené vrstvy. V dôsledku toho sa v jadre zvyšujú tlakové napätia a z povrchu je ťahový moment najväčšieho rozdielu napätia vždy nebezpečný, pretože často spôsobuje praskliny v kove. Zistilo sa, že trhliny nespôsobujú tlakové napätia, ale ťahové napätia.

Veľkosť zvyškových napätí je ovplyvnená množstvom faktorov. Najvýznamnejšie z nich sú: vlastnosti ocele (prekaliteľnosť, teplota martenzitickej premeny, koeficient lineárnej rozťažnosti), chladiace médium a podmienky, ako aj tvar a veľkosť súčiastky.

Metódy kalenia.

Spôsoby kalenia znamenajú spôsoby chladenia dielov v kaliacej nádrži a výber kaliaceho chladenia na získanie danej kovovej štruktúry. Čím zložitejší je tvar dielu, tým vážnejšie by ste mali pristupovať k výberu jeho chladenia. Ostré prechody v úsekoch častí prispievajú k rôznym metódam kalenia, koncentrácii vnútorných napätí. Preto je potrebné zvoliť taký spôsob kalenia, aby diely boli získané s dobrou tvrdosťou, potrebnou štruktúrou a bez trhlín.

Hlavné spôsoby kalenia ocele sú: kalenie v jednom chladiči, v dvoch prostrediach, prúdové, samokalenie, stupňovité a izotermické kalenie.

Kalenie v jednom chladiči- najjednoduchší a najbežnejší spôsob. Diel zohriaty na kaliacu teplotu sa ponorí do kaliacej kvapaliny, kde zostane až do úplného vychladnutia. Táto metóda sa používa na kalenie jednoduchých dielov vyrobených z uhlíkových a legovaných ocelí. Diely vyrobené z uhlíkových ocelí sú chladené vo vode (s výnimkou dielov s priemerom nie väčším ako 3-5 mm); a detaily z legovaných ocelí - v oleji. Tento spôsob je možné použiť aj pri mechanizovanom kalení, kedy sú diely automaticky privádzané z jednotky do kaliacej kvapaliny.

Pre ocele s vysokým obsahom uhlíka je tento spôsob kalenia neprijateľný, pretože počas procesu kalenia vznikajú veľké vnútorné napätia. Ocele s vysokým obsahom uhlíka sa vytvrdzujú chladením, to znamená, že zohriata časť sa pred ochladením nejaký čas udržiava na vzduchu. To znižuje vnútorné pnutie v častiach a zabraňuje ich praskaniu.

otužovaniev dvoch prostrediach, alebo prerušované kalenie, je metóda, pri ktorej sa dielec najskôr ochladí v jednom rýchlochladiacom médiu - vode a potom sa prenesie do pomaly chladiaceho média - oleja . Používa sa na kalenie nástrojov vyrobených z ocele s vysokým obsahom uhlíka.

Nevýhodou prerušovaného vytvrdzovania je, že je ťažké určiť čas zotrvania dielu v prvom chladiacom médiu, pretože je veľmi malý (1 sekunda na každých 5-6 mm priemer alebo hrúbka dielu). Nadmerné vystavenie vode vedie k zvýšenej deformácii a vzniku trhlín.

Použitie prerušovaného kalenia vyžaduje vysoko kvalifikovaného a skúseného termistu.

pruhovanéotužovanie sa uskutočňuje ochladzovaním dielov zahriatych na vytvrdzovaciu teplotu prúdom vody. Táto metóda sa používa na kalenie vnútorných povrchov, zápustiek, zápustiek a iných lisovacích nástrojov, pri ktorých musí mať pracovná plocha martenzitovú štruktúru.

Pri kalení prúdom nevzniká parný plášť, čo poskytuje hlbšiu vytvrditeľnosť ako pri jednoduchom kalení vo vode. Rýchlosť ochladzovania v tomto prípade závisí od teploty, tlaku vody, priemeru a počtu otvorov v postrekovači a od uhla, ktorý zviera vodný lúč s ochladzovaným povrchom dielu.

otužovanievlastná dovolenka- ide o metódu spočívajúcu v tom, že diely sú až do úplného ochladenia udržiavané v chladiacom médiu, t.j. v určitom okamihu sa chladenie zastaví, aby sa v jadre udržalo teplo potrebné na samotemperovanie. časť. Tento bod je stanovený empiricky, takže kvalita tepelného spracovania bude do značnej miery závisieť od zručnosti termistu.

Kontrola teploty popúšťania pri tomto spôsobe vytvrdzovania sa vykonáva pomocou farebných odtieňov, ktoré sa objavujú na svetlom povrchu dielu. Vzhľad farebných odtieňov pri teplote 200 - 300 ° C sa vysvetľuje tvorbou tenkého oxidového filmu na povrchu ocele, ktorého farba závisí od jeho hrúbky. Napríklad na krátku dobu pri 220 °C je oceľ pokrytá vrstvou oxidu s hrúbkou 400-450 angstromov, ktorá dodáva povrchu svetložltú farbu.

Kalenie samotemperovaním sa používa iba na kalenie bicieho nástroja - dláta, ostne, jadrá atď., Pretože pri takomto nástroji by tvrdosť mala klesať rovnomerne a postupne (od pracovnej časti po chvost).

stupňovanýotužovanie- ide o metódu, pri ktorej sa ohrievané diely ochladzujú v pomaly chladnúcom kaliacom médiu (napríklad roztavená soľ, horúci olej), ktoré má pre túto oceľ teplotu nad martenzitickým bodom M n. Počas krátkeho zdržania v horúcom médiu (olej) sa teplota vyrovná, a to nastane skôr, než začne martenzitická premena. Nasleduje záverečné, zvyčajne pomalé chladenie, počas ktorého sa dielec vytvrdzuje.

Krokové kalenie pomáha znižovať vnútorné pnutie v dôsledku nízkej rýchlosti ochladzovania. V dôsledku toho sa deformácia dielov zníži a možnosť vytvrdnutia trhlín je takmer úplne vylúčená.

Krokové kalenie je široko používané v hromadnej výrobe, najmä pri výrobe nástrojov. Umožňuje vám upravovať a vyrovnávať diely v horúcom stave, pretože v čase transformácie má oceľ veľkú ťažnosť.

Na postupné kalenie je najlepšie použiť hlboko kaliteľné uhlíkové a legované ocele akosti 9XC, KhG, KhVG atď.

Izotermickýotužovanie- ide o metódu spočívajúcu v zahriatí dielov na vopred stanovenú teplotu a ochladení v izotermickom prostredí na 220-350°C, čo je o niečo viac ako je teplota začiatku premeny martenzitu.

Expozícia častí v kaliacom médiu počas takéhoto kalenia by mala byť dostatočná na úplnú premenu austenitu na ihličkovitý troostit. Nasleduje chladenie vzduchom. Pri izotermickom kalení je expozícia pri stupňovej teplote oveľa dlhšia ako pri stupňovitom kalení.

Kaliace médiá pre izotermické kalenie sú rovnaké ako pre stupňovité kalenie. Po izotermickom kalení získava oceľ vysokú tvrdosť a vyššiu húževnatosť.

Izotermické vytvrdzovanie vyžaduje dostatočne vysokú a rovnomernú rýchlosť ochladzovania, čo sa dosahuje použitím kúpeľov s intenzívne premiešaným kaliacim médiom.

Izotermické kalenie sa používa pri tepelnom spracovaní, keď je potrebné získať diely s maximálnou pevnosťou, dostatočnou ťažnosťou a húževnatosťou. Najvýhodnejšie je použiť izotermické kalenie pre tie ocele, ktoré majú malú austenitickú stabilitu v oblasti izotermického namáčania.

Vady, ktoré sa vyskytujú pri vytvrdzovaní. V procese kalenia počas chladnutia ocele vznikajú vnútorné napätia v dôsledku štrukturálnych premien a zmien objemu kovu. Tieto napätia vedú k nasledujúcim poruchám: praskanie, deformácia a deformácia, zmena objemu ocele, oduhličenie a oxidácia, mäkké škvrny, nízka tvrdosť a prehrievanie.

otužovaniepraskliny- ide o nenapraviteľné manželstvo, ktoré vzniká pri procese tepelného spracovania. Vo veľkých častiach, ako sú zápustky a kovacie zápustky, sa môžu vyskytnúť trhliny pri kalení, aj keď sú kalené v oleji. Preto je účelné takéto diely ochladiť na 150-200°C s rýchlym následným temperovaním.

Trhliny vznikajú pri nesprávnom ohreve (prehrievaní), pri vysokej rýchlosti ochladzovania a pri nekonzistentnom chemickom zložení ocele.

Trhliny pri kalení sa vyskytujú aj pri nesprávnom dizajne dielov, ostrých prechodoch, hrubých stopách po opracovaní, ostrých rohoch, tenkých stenách atď.

Trhliny pri kalení vznikajú najčastejšie pri príliš prudkom ochladzovaní alebo zahrievaní v dôsledku vnútorných pnutia vznikajúcich v častiach. Toto sa často pozoruje pri kalení legovaných ocelí. Preto sa časti z týchto ocelí zahrievajú pomalšie ako z uhlíkových ocelí a rovnomernejšie.

Trhliny pri kalení sa zvyčajne nachádzajú v rohoch dielov a majú oblúkovitý alebo kľukatý vzhľad.

V továrenskej praxi sa často stretávame s povrchovými trhlinami, ktoré sa zvyčajne nachádzajú vo forme súvislej alebo prerušovanej mriežky. Takéto praskliny vznikajú pri povrchovom kalení pri zahrievaní vysokofrekvenčnými prúdmi alebo pri kalení plynovým plameňom, pri chladení príliš studenou vodou, ako aj pri prehriatí kovu.

Povrchové trhliny môžu vzniknúť nielen pri tepelnom spracovaní, ale aj pri brúsení kalených dielov, ak boli nesprávne temperované.

Rovnomerné popúšťanie po kalení a správne podmienky brúsenia úplne eliminujú vznik trhlín.

Aby sa predišlo praskaniu, všetky oblasti (časti) dielov, na ktorých sa zvyčajne objavujú praskliny, sú obalené azbestovou šnúrou a pokryté žiaruvzdornou hlinkou. Prísnou implementáciou technologických podmienok kalenia je možné znížiť počet chybných dielov na minimum.

Deformáciaa deformáciačasti vznikajú v dôsledku nerovnomerných štruktúrnych a súvisiacich objemových premien a vzniku vnútorných napätí pri chladnutí.

Pri kalení ocele dochádza v mnohých prípadoch k deformácii bez výraznejších objemových zmien v dôsledku nerovnomerného ohrevu a ochladzovania dielov. Ak sa napríklad časť malého prierezu a veľkej dĺžky zahrieva len na jednej strane, potom sa ohýba, zatiaľ čo vyhrievaná strana sa v dôsledku tepelnej rozťažnosti predlžuje a stáva sa konvexnou a opačná strana sa stáva konkávnou. Pri jednostrannom chladení počas procesu kalenia (najmä vo vode) sa rýchlo ochladená strana dielu stane konkávnou v dôsledku tepelného stlačenia a zadná strana sa stane konvexnou. Preto je potrebné diely počas tvrdnutia rovnomerne zohrievať a chladiť.

Zvlášť veľký vplyv na deformáciu má spôsob chladenia. Preto, keď sú diely a nástroje ponorené do kaliaceho média, je potrebné vziať do úvahy ich tvar a rozmery. Napríklad diely s hrubými a tenkými časťami sa najprv ponoria do vytvrdzovacieho média s hrubou časťou, dlhé axiálne časti (osúvacie skrutky, tyče, preťahovače, vrtáky, závitníky atď.) sú v striktne zvislej polohe a tenké ploché časti (kotúče, rezacie frézy, platne atď.) - s okrajom.

Správne zvolené a vyrobené prípravky majú veľký význam pre zníženie deformácií a deformácií dielov.

Pri nauhličovaní a nitrokarburizácii ozubených kolies, ozubených a pastorkových valcov, piestnych čapov, krížov a iných častí jednoduchej a zložitej konfigurácie sa používajú špeciálne a univerzálne zariadenia.

Na cementovanie pružinových kolíkov sa používajú zariadenia s otvormi.

Pastorkové čapy sú zvyčajne chemicky tepelne spracované v univerzálnych prípravkoch.

Pri hromadnej výrobe sa pre každý diel vyrábajú špeciálne prípravky. Náklady na ich výrobu sa rýchlo vyplácajú. Pri hromadnej výrobe, keď sa spracovávajú veľké série rôznych dielov, je ekonomickejšie mať univerzálne prípravky.

Zariadenia sú odliate a zvárané zo žiaruvzdornej zliatiny Kh18N25S2.

Mnohé diely - ozubené kolesá, disky, platne sú kalené v špeciálnych lisoch v razidlách, aby sa predišlo deformácii.

Dekarbonizácia vzniká najmä pri ohreve v elektrických peciach a kvapalných médiách (soľné kúpele). Oduhličenie nástroja je najzávažnejšou chybou pri kalení, pretože niekoľkonásobne znižuje životnosť nástroja. Na hotovom nástroji je však ťažké spozorovať takúto chybu.

Na častiach vyrobených z konštrukčných ocelí možno ľahko zistiť oxidáciu a oduhličenie počas výroby mikrorezu.

Mäkkýškvrny- sú to oblasti na povrchu dielu alebo nástroja so zníženou tvrdosťou. Príčinou takejto chyby môže byť prítomnosť vodného kameňa a znečistenie na povrchu dielov spôsobené vzájomným kontaktom dielov počas chladenia v kaliacom médiu, oblasti s oduhličeným povrchom alebo nedostatočne rýchly pohyb dielov v kaliacom médiu. (parný plášť). Mäkké miesta sú úplne eliminované tryskovým kalením a v slanej vode.

Nízkatvrdosť najčastejšie pozorované pri kalení nástroja. Príčinou nízkej tvrdosti je nedostatočne rýchle ochladzovanie v kaliacom médiu, nízka kaliaca teplota a tiež krátka doba zotrvania pri ohreve na kalenie. Na odstránenie tejto chyby sa diely alebo nástroje najskôr podrobia vysokému popúšťaniu pri teplote 600-625 ° C a potom normálnemu kaleniu.

Prehriatie pri kalení spôsobuje hrubozrnnú štruktúru s brilantným lomom a následne zhoršuje mechanické vlastnosti ocele. Na zjemnenie zrna a prípravu štruktúry na opätovné vytvrdenie musí byť prehriata oceľ žíhaná.

Podhrievanie získaná, ak teplota vytvrdzovania bola pod kritickým bodom A C3- pre hypoeutektoidné ocele a A s- hypereutektoidné ocele.

Pri podchladení sa štruktúra kalenej ocele skladá z martenzitických a feritových zŕn, o ktorých je známe, že majú nízku tvrdosť.

Nedostatočné zahrievanie môže byť opravené žíhaním, po ktorom nasleduje normálne kalenie.

Rýchlorezné, nehrdzavejúce a iné špeciálne ocele sú kalené pri vyšších teplotách ohrevu ako uhlíkové a nízkolegované konštrukčné a nástrojové ocele. Napríklad pre nehrdzavejúcu oceľ triedy 4X13 sa teplota kalenia rovná 1050 - 1100 ° C.

Rýchlorezná oceľ P18 je kalená pri teplote 1260 - 1280 ° C (pre nástroj s priemerom 10 - 15 mm - vrtáky, výstružníky a pod.) a 1280 - 1300 ° C (pre nástroj jednoduchého tvaru - frézy). Takáto vysoká teplota ohrevu na kalenie rýchloreznej ocele je potrebná na to, aby sa prebytočné karbidy úplnejšie rozpustili a aby sa preniesli do tuhého roztoku chrómu, volfrámu, vanádu a iných legujúcich prvkov, ktoré tvoria oceľ.

Rýchlosť vykurovania. Ohrev ocele je určený nielen prípustnou, ale aj možnou rýchlosťou ohrevu. Prípustné otáčky musia byť také, aby zahrievanie nespôsobovalo vysoké namáhanie vedúce k tvorbe trhlín v častiach.

Rýchlosť ohrevu závisí od tvaru dielov, typu vykurovacích pecí a vykurovacieho média. Napríklad loptička sa zahrieva trikrát a valec - dvakrát pomalšie ako doska. So zvýšením rýchlosti ohrevu sa zvyšuje aj produktivita vykurovacích pecí a jednotiek.

Rýchlosť ohrevu závisí aj od umiestnenia dielov v peci. Ak sú diely pevne zbalené a bránia potrebnému prístupu tepla, bude ich zahriatie trvať dlhšie.

Termisti zvyčajne používajú procesné grafy na výpočet času ohrevu dielov.

Technologická mapa obsahuje zoznam všetkých operácií na spracovanie dielca alebo skupiny dielov s uvedením podrobných údajov o týchto operáciách (teplota, doba výdrže, chladiace médium a teplota a použité zariadenia).

Priemerná doba ohrevu dielov vyrobených z uhlíkových ocelí na kalenie v rôznych prostrediach.

Čas ohrevu dielov na kalenie v rôznych prostrediach

Na uskutočnenie akéhokoľvek procesu tepelného tepelného spracovania je potrebné kov nielen zahriať na danú teplotu, ale aj udržiavať ho na tejto teplote až do úplných štruktúrnych premien (rozpustenie karbidov, homogenizácia austenitu) a úplného zahriatia dielov. . Celková doba zotrvania dielov v ohrievacom médiu teda pozostáva z doby ohrevu a doby expozície.

Tvrdiace médiá. Na chladenie oceľových dielov počas kalenia sa zvyčajne používajú rôzne kaliace médiá: voda, vodné roztoky solí, roztavené soli, minerálne oleje atď. Kaliace médiá sa navzájom výrazne líšia svojimi fyzikálnymi vlastnosťami, t.j. odoberajú teplo s rôznou intenzitou z dielov zahriaty na vytvrdnutie.

Najlepšie kaliace médium je také, ktoré rýchlo ochladzuje oceľ v rozsahu teplôt 650-500°C (oblasť s najnižšou stabilitou austenitu) a pomaly pod 300-200°C (oblasť martenzitickej premeny). Dodnes však neexistuje jednotné univerzálne zhášacie médium, preto sa v praxi používajú rôzne médiá.

Jednou z najbežnejších metód tepelného spracovania kovov je kalenie ocele. Pomocou kalenia sa vytvárajú požadované vlastnosti hotového výrobku a jeho nesprávna realizácia môže viesť k nadmernej mäkkosti kovu (netvrdnutie) alebo k jeho nadmernej krehkosti (prehrievanie). V našom článku si povieme, čo je správne otužovanie a čo je potrebné urobiť, aby ste ho dosiahli.

Čo je kalenie kovov

To, že vplyv vysokej teploty na kov môže zmeniť jeho štruktúru a vlastnosti, poznali už starí kováči a aktívne to využívali v praxi. Neskôr sa vedecky zistilo, že kalenie výrobkov z ocele, ktoré zahŕňa zahrievanie a následné ochladzovanie kovu, môže výrazne zlepšiť mechanické vlastnosti hotových výrobkov, výrazne zvýšiť ich životnosť a dokonca v konečnom dôsledku znížiť ich hmotnosť zvýšením pevnosti. časť. Je pozoruhodné, že kalenie častí vyrobených z lacných ocelí im umožňuje poskytnúť požadované vlastnosti a úspešne ich použiť namiesto drahších zliatin.

Zmyslom procesu, ktorý sa nazýva kalenie výrobkov z oceľových zliatin, je zahriatie kovu na kritickú teplotu a následné ochladenie. Hlavným cieľom tejto technológie tepelného spracovania je zvýšiť tvrdosť a pevnosť kovu a zároveň znížiť jeho ťažnosť.

Existujú rôzne druhy kalenia a následného popúšťania, ktoré sa líšia v spôsoboch správania, ktoré určujú konečný výsledok. Režimy kalenia zahŕňajú teplotu ohrevu, čas a rýchlosť jeho implementácie, čas zotrvania dielu v stave zahriatom na špecifikovanú teplotu a rýchlosť, ktorou sa uskutočňuje chladenie.

Najdôležitejším parametrom pri je teplota ohrevu, pri ktorej sa atómová mriežka preusporiada. Prirodzene, pre ocele rôznych akostí je hodnota kritickej teploty rôzna, čo závisí predovšetkým od úrovne obsahu uhlíka v ich zložení a rôznych nečistôt.

Po kalení sa zvyšuje tvrdosť aj krehkosť ocele a na jej povrchu sa objavuje vrstva vodného kameňa, ktorá stratila značné množstvo uhlíka. Hrúbka tejto vrstvy sa musí vziať do úvahy pre výpočet prídavku na ďalšie spracovanie dielu.

Pri kalení výrobkov z oceľových zliatin je veľmi dôležité zabezpečiť danú rýchlosť chladenia dielu, inak môže už preskupená atómová štruktúra kovu prejsť do prechodného stavu. Medzitým je príliš rýchle ochladzovanie tiež nežiaduce, pretože môže viesť k vzniku trhlín na diele alebo k jeho deformácii. Aby sa zabránilo vzniku takýchto defektov, rýchlosť ochladzovania po poklese teploty zahrievaného kovu na 200 stupňov Celzia sa trochu spomalí.

Na ohrev dielov z uhlíkových ocelí sa používajú komorové pece, ktoré je možné ohriať až na 800 stupňov Celzia. Pre kalenie jednotlivých druhov ocele môže byť kritická teplota 1250-1300 stupňov Celzia, preto sa časti z nich zahrievajú v peciach iného typu. Pohodlie kalených ocelí takýchto akostí spočíva v tom, že výrobky z nich nie sú vystavené praskaniu počas chladenia, čo eliminuje potrebu ich predhrievania.

K vytvrdzovaniu častí zložitej konfigurácie s tenkými hranami a ostrými prechodmi by sa malo pristupovať veľmi zodpovedne. Aby sa zabránilo praskaniu a deformácii takýchto častí počas zahrievania, malo by sa vykonať v dvoch etapách. V prvej fáze sa takýto diel predhreje na 500 stupňov Celzia a až potom sa teplota dostane na kritickú hodnotu.

Pre kvalitné kalenie ocelí je dôležité zabezpečiť nielen úroveň ohrevu, ale aj jeho rovnomernosť. Ak je diel masívny alebo má zložitú konfiguráciu, je možné zabezpečiť jeho rovnomerné zahrievanie iba niekoľkými prístupmi. V takýchto prípadoch sa ohrev vykonáva s dvoma oneskoreniami, ktoré sú potrebné na to, aby sa dosiahnutá teplota rovnomerne rozložila po celom objeme dielca. Celková doba ohrevu sa tiež zvyšuje, ak sa do pece vloží niekoľko častí súčasne.

Ako sa vyhnúť tvorbe vodného kameňa a oduhličeniu počas kalenia

Mnohé oceľové diely sú po dokončení vytvrdené. V takýchto prípadoch je neprijateľné, aby bol povrch dielov oduhličený alebo sa na ňom vytváral vodný kameň. Existujú spôsoby, ako kaliť oceľové výrobky, ktoré sa takýmto problémom vyhnú. Kalenie, ktoré sa uskutočňuje v ochrannom plyne, ktorý sa vstrekuje do dutiny ohrievacej pece, možno pripísať najpokročilejšej z takýchto metód. Treba mať na pamäti, že táto metóda sa používa iba vtedy, ak je vykurovacia pec úplne utesnená.

Na fotografii je moment odvápňovania na valcovni za tepla - odvápňovanie

Jednoduchším spôsobom, ako sa vyhnúť oduhličeniu kovového povrchu počas kalenia, je použitie liatinových hoblín a opotrebovaného karburátora. Aby sa chránil povrch dielu pri zahrievaní, je umiestnený v špeciálnej nádobe, v ktorej sú tieto komponenty vopred naplnené. Aby sa zabránilo vniknutiu okolitého vzduchu do takejto nádoby, ktorá môže spôsobiť oxidačné procesy, je z vonkajšej strany starostlivo potiahnutá hlinou.

Ak sa kov po vytvrdnutí ochladzuje nie v oleji, ale v soľnom kúpeli, mal by sa pravidelne deoxidovať (najmenej dvakrát za smenu), aby sa predišlo oduhličeniu povrchu dielu a vzniku oxidu na ňom. . Na dezoxidáciu soľných kúpeľov možno použiť kyselinu boritú, hnedú soľ alebo drevené uhlie. Ten je zvyčajne umiestnený v špeciálnom pohári s vekom, v stenách ktorého je veľa otvorov. Takýto pohár je potrebné veľmi opatrne spustiť do soľného kúpeľa, pretože v tomto okamihu sa na jeho povrchu rozhorí plameň, ktorý po chvíli zhasne.

Existuje jednoduchý spôsob, ako skontrolovať kvalitu odkyslenia soľného kúpeľa. Na tento účel sa bežná čepeľ z nehrdzavejúcej ocele zahrieva v takom kúpeli niekoľko minút (3–5). Po soľnom kúpeli sa čepeľ vloží do vody, aby vychladla. Ak sa po takomto postupe čepeľ neohne, ale zlomí, dezoxidácia kúpeľa bola úspešná.

Chladenie ocele počas kalenia

Základom väčšiny chladív používaných pri kalení výrobkov z ocele je voda. Zároveň je dôležité, aby takáto voda neobsahovala nečistoty solí a čistiacich prostriedkov, ktoré môžu výrazne ovplyvniť rýchlosť chladenia. Nádobu, ktorá obsahuje vodu na vytvrdzovanie kovových výrobkov, sa neodporúča používať na iné účely. Je tiež dôležité vziať do úvahy skutočnosť, že tečúca voda nemôže byť použitá na chladenie kovu počas procesu kalenia. Optimálna teplota chladiacej kvapaliny je 30 stupňov Celzia.

Kalenie oceľových výrobkov pomocou bežnej vody na chladenie má množstvo významných nevýhod. Najdôležitejším z nich je praskanie a deformácia dielov po vychladnutí. Spravidla sa tento spôsob chladenia používa pri cementovaní kovu, povrchovom kalení ocele alebo tepelnom spracovaní častí jednoduchej konfigurácie, ktoré budú neskôr podrobené konečnej úprave.

Pre výrobky zložitého tvaru vyrobené z konštrukčných ocelí sa používa iný typ chladiva - 50% roztok lúhu sodného, ​​zahriaty na teplotu 60 stupňov Celzia. Po ochladení v takomto roztoku získa kalená oceľ svetlý odtieň.

Pri práci s hydroxidom sodným je veľmi dôležité dodržiavať bezpečnostné opatrenia, nezabudnite použiť digestor umiestnený nad vaňou. Keď sa horúca časť spustí do roztoku, vytvárajú sa výpary, ktoré sú veľmi škodlivé pre ľudské zdravie.

Najlepším chladivom pre tenkostenné uhlíkové ocele a zliatiny sú minerálne oleje, ktoré poskytujú konštantnú (izotermickú) chladiacu teplotu bez ohľadu na okolité podmienky. Hlavná vec, ktorej sa treba vyhnúť pri použití takejto technickej kvapaliny, je vniknutie vody do nej, čo môže viesť k praskaniu častí počas ich chladenia. Ak sa však do takejto chladiacej kvapaliny predsa len dostane voda, dá sa z nej ľahko odstrániť zahriatím oleja na teplotu nad bodom varu vody.

Kalenie ocele pomocou oleja ako chladiacej kvapaliny má množstvo významných nevýhod, o ktorých by ste si určite mali byť vedomí. Pri kontakte oleja s horúcou časťou sa uvoľňujú výpary, ktoré sú škodlivé pre ľudské zdravie, navyše sa v tomto momente môže olej vznietiť. Olejový kúpeľ má tiež takú vlastnosť: po jeho použití zostáva na časti plak a samotná chladiaca kvapalina časom stráca svoju účinnosť.

Všetky tieto faktory by sa mali brať do úvahy pri kalení kovov v ropnom prostredí a mali by sa prijať nasledujúce bezpečnostné opatrenia:

• ponorte diely do olejového kúpeľa pomocou klieští s dlhými rukoväťami;
• vykonávať všetky práce v špeciálnej maske z tvrdeného skla a rukavíc z hustej tkaniny so žiaruvzdornými vlastnosťami alebo drsnou kožou;
• spoľahlivo chráňte ramená, krk, hrudník pracovným odevom z hrubej ohňovzdornej tkaniny.

Na kalenie ocelí určitých tried sa chladenie vykonáva pomocou prúdu vzduchu vytvoreného špeciálnym kompresorom. Je veľmi dôležité, aby bol chladiaci vzduch úplne suchý, pretože vlhkosť, ktorú obsahuje, môže spôsobiť praskanie kovového povrchu.

Existujú metódy kalenia ocele, ktoré využívajú kombinované chladenie. Používajú sa na chladenie dielov vyrobených z uhlíkových ocelí so zložitým chemickým zložením. Podstata takýchto metód kalenia spočíva v tom, že najskôr sa ohriaty diel vloží do vody, kde v krátkom čase (niekoľko sekúnd) jeho teplota klesne na 200 stupňov, ďalšie ochladenie dielca sa uskutoční v olejovom kúpeli, kde by mal byť sa pohyboval veľmi rýchlo.

Kalenie a popúšťanie oceľových dielov doma

Tepelné spracovanie kovových výrobkov vrátane povrchového kalenia ocele nielenže zvyšuje tvrdosť a pevnosť zliatiny, ale výrazne zvyšuje aj vnútorné napätia v jej štruktúre. Na odstránenie týchto napätí, ktoré môžu viesť k rozbitiu dielu počas prevádzky, je potrebné uvoľniť oceľový výrobok.

Treba mať na pamäti, že takáto technologická operácia vedie k určitému zníženiu tvrdosti ocele, ale zvyšuje jej ťažnosť. Na vykonávanie temperovania, ktorého podstatou je postupné znižovanie teploty ohrievanej časti a jej udržiavanie na určitej teplote, sa používajú pece, soľné a olejové kúpele.

Teploty, pri ktorých sa popúšťanie vykonáva, sa líšia pre rôzne druhy ocele. Popúšťanie vysokorýchlostných zliatin sa teda vykonáva pri teplote 540 stupňov Celzia a pre ocele s tvrdosťou HRC 59-60 stačí 150 stupňov. Je charakteristické, že pri popúšťaní vysokorýchlostných zliatin sa ich tvrdosť dokonca zvyšuje av druhom prípade sa jej úroveň znižuje, ale index ťažnosti sa výrazne zvyšuje.

Kalenie a temperovanie výrobkov z ocele, vrátane nehrdzavejúcich tried, je v prípade potreby celkom prijateľné (a navyše často praktizované) doma. V takýchto prípadoch je možné na ohrev oceľových výrobkov použiť elektrické sporáky, pece a dokonca aj horúci piesok. Teploty, na ktoré by sa mali oceľové výrobky v takýchto prípadoch ohrievať, je možné vybrať zo špeciálnych tabuliek. Pred kalením alebo temperovaním oceľových výrobkov je potrebné ich dôkladne očistiť, ich povrch musí byť zbavený nečistôt, stôp oleja a hrdze.

Po očistení by sa mal oceľový výrobok zahriať, aby bol rovnomerne rozpálený do červena. Aby sa zahrial do takéhoto stavu, je potrebné vykonať ohrev niekoľkými prístupmi. Po dosiahnutí požadovaného stavu by sa mal zahrievaný výrobok ochladiť v oleji a potom ihneď vložiť do rúry predhriatej na 200 stupňov Celzia. Potom musíte postupne znižovať teplotu v rúre, čím sa zvýši na 80 stupňov Celzia.

Tento proces zvyčajne trvá hodinu. Ďalšie chladenie by sa malo vykonávať pod holým nebom, s výnimkou iba výrobkov vyrobených z chrómniklových ocelí, aby sa znížila teplota, pri ktorej sa používajú olejové kúpele. Je to spôsobené tým, že ocele takýchto akostí môžu počas pomalého chladenia získať takzvanú popúšťaciu krehkosť.

(hlasy: 5 , priemerné hodnotenie: 4,20 z 5)

Tepelné spracovanie ocelí je jednou z najdôležitejších operácií v strojárstve, od jeho správnej realizácie závisí kvalita výrobkov. Kalenie a popúšťanie ocelí je jedným z rôznych typov tepelného spracovania kovov.

Tepelný účinok na kov mení jeho vlastnosti a štruktúru. To umožňuje zlepšiť mechanické vlastnosti materiálu, trvanlivosť a spoľahlivosť výrobkov, ako aj znížiť veľkosť a hmotnosť mechanizmov a strojov. Navyše vďaka tepelnému spracovaniu možno lacnejšie zliatiny použiť na výrobu rôznych dielov.

Ako bola oceľ temperovaná

Tepelné spracovanie ocele spočíva v tepelnom pôsobení na kov v určitých režimoch, aby sa zmenila jeho štruktúra a vlastnosti.

Operácie tepelného spracovania zahŕňajú:

• žíhanie;
• normalizácia;
• starnutie;
• kalenie ocele a popúšťanie ocele (a pod.).

Tepelné spracovanie ocele: kalenie popúšťanie - závisí od nasledujúcich faktorov:

• teplota ohrevu;
• čas (rýchlosť) ohrevu;
• čas zotrvania pri danej teplote;
• rýchlosť ochladzovania.

otužovanie

Kalenie ocele je proces tepelného spracovania, ktorého podstatou je zahriatie ocele na teplotu nad kritickú teplotu s následným rýchlym ochladením. V dôsledku tejto operácie sa zvyšuje tvrdosť a pevnosť ocele a znižuje sa ťažnosť.

Keď sa ocele zahrievajú a ochladzujú, atómová mriežka sa preskupuje. Kritické teploty pre rôzne druhy ocele nie sú rovnaké: závisia od obsahu uhlíka a legujúcich nečistôt, ako aj od rýchlosti ohrevu a chladenia.

Po vytvrdnutí sa oceľ stáva krehkou a tvrdou. Povrchová vrstva výrobkov pri ohreve v tepelných peciach je pokrytá vodným kameňom a oduhličená tým viac, čím vyššia je teplota ohrevu a doba zdržania v peci. Ak majú časti malý príspevok na ďalšie spracovanie, potom je toto manželstvo nenapraviteľné. Spôsoby vytvrdzovania ocele závisia od jej zloženia a technických požiadaviek na výrobok.

Pri kalení by sa diely mali rýchlo ochladiť, aby sa austenit nestihol premeniť na medzištruktúry (sorbit alebo troostit). Požadovaná rýchlosť chladenia je zabezpečená voľbou chladiaceho média. V tomto prípade príliš rýchle ochladenie vedie k vzniku trhlín alebo deformácií produktu. Aby sa tomu zabránilo, v rozsahu teplôt od 300 do 200 stupňov sa musí rýchlosť chladenia spomaliť pomocou kombinovaných metód kalenia. Veľký význam pre zníženie deformácie výrobku má spôsob ponorenia dielu do chladiaceho média.

Kovové kúrenie

Všetky metódy kalenia ocele pozostávajú z:

• oceľové vykurovanie;
• následným vystavením sa dosiahne zahrievaním produktu a dokončením štrukturálnych premien;
• chladenie pri určitej rýchlosti.

Výrobky z uhlíkovej ocele sa zahrievajú v komorových peciach. Predhrievanie v tomto prípade nie je potrebné, pretože tieto druhy ocele nepodliehajú praskaniu alebo deformácii.

Komplexné výrobky (napríklad nástroj, ktorý má vyčnievajúce tenké hrany alebo ostré prechody) sa predhrievajú:

• v soľných kúpeľoch dvoma alebo tromi ponormi na 2 - 4 sekundy;
• v samostatných peciach do teploty 400 - 500 stupňov Celzia.

Zahrievanie všetkých častí výrobku musí prebiehať rovnomerne. Ak to nie je možné zabezpečiť naraz (veľké výkovky), urobia sa dve expozície pre ohrev.

Ak do rúry vložíte iba jednu časť, skráti sa doba ohrevu. Takže napríklad jedna kotúčová rezačka s hrúbkou 24 mm sa nahreje do 13 minút a desať takýchto výrobkov do 18 minút.

Ochrana produktu pred vodným kameňom a oduhličením

Pri výrobkoch, ktorých povrchy nie sú po tepelnom spracovaní vyleštené, je vyhorenie uhlíka a tvorba vodného kameňa neprijateľné. Povrchy sú pred takýmto spojením chránené použitím dodávaného do dutiny elektrickej pece. Samozrejme, že takáto technika je možná len v špeciálnych zapečatených peciach. Generátory ochranného plynu slúžia ako zdroj plynu dodávaného do vykurovacej zóny. Môžu pracovať na metáne, amoniaku a iných uhľovodíkových plynoch.

Ak nie je ochranná atmosféra, potom sa výrobky pred zahriatím zabalia do nádob a prikryjú použitým nauhličovačom, hoblinami (termista by si mal uvedomiť, že drevené uhlie nechráni nástrojové ocele pred oduhličením). Aby sa do nádoby nedostal vzduch, je potiahnutá hlinou.

Soľné kúpele pri zahrievaní neumožňujú oxidovať kov, ale nechránia pred oduhličením. Preto sa pri výrobe najmenej dvakrát za smenu dezoxidujú hnedou, krvnou soľou alebo kyselinou boritou. Soľné kúpele pracujúce pri teplotách 760 - 1000 stupňov Celzia sú veľmi účinne deoxidované dreveným uhlím. Na tento účel sa pohár s mnohými otvormi po celej ploche naplní sušeným dreveným uhlím, uzavrie sa vekom (aby uhlie neplávalo) a po zahriatí sa spustí na dno soľného kúpeľa. Najprv sa objaví značný počet plameňov, potom sa zníži. Ak sa kúpeľ dezoxiduje týmto spôsobom trikrát počas zmeny, potom budú zohriate produkty úplne chránené pred dekarbonizáciou.

Stupeň dezoxidácie soľných kúpeľov sa kontroluje veľmi jednoducho: obyčajná čepeľ, nahriata vo vani 5 až 7 minút v kvalitnom dezoxidovanom kúpeli a vytvrdená vo vode, sa zlomí, neohne.

Chladiace kvapaliny

Hlavným chladivom pre oceľ je voda. Ak sa do vody pridá malé množstvo soli alebo mydla, rýchlosť chladenia sa zmení. V žiadnom prípade by ste preto nemali tvrdnúcu nádrž používať na iné účely (napríklad na umývanie rúk). Na dosiahnutie rovnakej tvrdosti na tvrdenom povrchu je potrebné udržiavať teplotu chladiacej kvapaliny 20 - 30 stupňov. Nevymieňajte často vodu v nádrži. Je absolútne neprijateľné chladiť výrobok v tečúcej vode.

Nevýhodou tvrdnutia vodou je vznik trhlín a deformácií. Preto sa touto metódou vytvrdzujú iba výrobky jednoduchého tvaru alebo cementované.

• Pri kalení výrobkov komplexnej konfigurácie z konštrukčnej ocele sa používa päťdesiatpercentný roztok lúhu sodného (studený alebo zahriaty na 50 - 60 stupňov). Časti zohriate v soľnom kúpeli a vytvrdené v tomto roztoku sú lesklé. Nedovoľte, aby teplota roztoku presiahla 60 stupňov.

Režimy

Výpary vznikajúce pri ochladzovaní v žieravine sú pre človeka škodlivé, preto musí byť ochladzovací kúpeľ vybavený odsávacím vetraním.

• Legovaná oceľ je kalená v minerálnych olejoch. Mimochodom, tenké výrobky z uhlíkovej ocele sa vyrábajú aj v oleji. Hlavnou výhodou olejových kúpeľov je, že rýchlosť chladenia nezávisí od teploty oleja: pri teplote 20 stupňov a 150 stupňov sa produkt ochladí rovnakou rýchlosťou.

Dávajte pozor, aby sa voda nedostala do olejového kúpeľa, pretože to môže viesť k prasknutiu produktu. Čo je zaujímavé: v oleji zahriatom na teplotu nad 100 stupňov nevedie vniknutie vody k prasklinám v kove.

Nevýhodou olejového kúpeľa je:

1. emisie škodlivých plynov počas kalenia;
2. tvorba plaku na produkte;
3. sklon oleja k horľavosti;
4. postupné zhoršovanie schopnosti tvrdnutia.

• Ocele so stabilným austenitom (napríklad X12M) je možné chladiť vzduchom dodávaným kompresorom alebo ventilátorom. V tomto prípade je dôležité zabrániť vniknutiu vody do vzduchového potrubia: môže to viesť k tvorbe trhlín na výrobku.
• Krokové kalenie sa vykonáva v horúcom oleji, roztavených alkáliách, tavných soliach.
• Diskontinuálne kalenie ocelí v dvoch chladiacich médiách sa používa na obrábanie zložitých dielov vyrobených z uhlíkových ocelí. Najprv sa ochladia vo vode na teplotu 250 - 200 stupňov a potom v oleji. Produkt sa uchováva vo vode nie dlhšie ako 1 - 2 sekundy na každých 5 - 6 mm hrúbky. Ak sa doba expozície vo vode predĺži, na produkte sa nevyhnutne objavia trhliny. Prenos dielu z vody do oleja sa musí uskutočniť veľmi rýchlo.

V závislosti od požadovanej teploty sa temperovanie vykonáva:

• v olejových kúpeľoch;
• v soľných kúpeľoch;
• v peciach s núteným obehom vzduchu;
• v roztavených alkalických kúpeľoch.

Teplota popúšťania závisí od triedy ocele a požadovanej tvrdosti výrobku, napríklad nástroj, ktorý vyžaduje tvrdosť HRC 59 - 60, by sa mal popúšťať pri teplote 150 - 200 stupňov. V tomto prípade sa vnútorné napätia znížia a tvrdosť sa mierne zníži.

Rýchlorezná oceľ sa popúšťa pri teplote 540 - 580 stupňov. Toto popúšťanie sa nazýva sekundárne kalenie, pretože v dôsledku toho sa zvyšuje tvrdosť produktu.

Výrobky môžu byť temperované na farbu odtieňa ich zahrievaním na elektrických sporákoch, v rúrach, dokonca aj v horúcom piesku. Oxidový film, ktorý sa objaví ako výsledok zahrievania, získava rôzne farebné odtiene v závislosti od teploty. Pred pristúpením k temperovaniu pre jeden z odtieňov je potrebné očistiť povrch výrobku od vodného kameňa, olejových usadenín atď.

Zvyčajne sa kov po temperovaní ochladí na vzduchu. Chrómniklové ocele by sa však mali chladiť vo vode alebo oleji, pretože pomalé ochladzovanie týchto akostí vedie k popúšťacej krehkosti.