ТЕРМООБРАБОТКА СТАЛИ
Моделист-конструктор 1967 №10
Термообработка необходима, когда деталям или инструменту нужно придать новые качества: повышенную твёрдость, устойчивость к большим ударным нагрузкам и т. п. Складывается она в основном из трёх процессов: закалки, отпуска и отжига.
Закалка. Чего, кажется, легче: нагрел деталь, опустил её быстро в воду - и она закалена. Процесс прост, если знаешь, до какой температуры нагреть, как определить её и в какой среде охлаждать деталь (в воде, масле и т. п.).
Правильность закалки углеродистых сталей контролируют по графику, изображённому на рисунке. При нагреве выше верхней границы зоны закалки (дана толстой линией) теряются все первоначальные свойства металла. Углеродистые стали, у которых содержание углерода ниже 0,30% (марки от Ст. 0 до Ст. 30, см. предыдущую статью), вообще не закаливаются.
Инструментальные и легированные стали имеют температуры закалки: для марок У7 - 800...820°C; для У8 - 730...800°С (закаливаются в воде); для У9-У13 от 760 до 780°С (закаливаются в воде).
Для хромистых - 830...860°С, хромокремнистых - 820...860°С (закаливаются в масле, температура отпуска 150°С); хромовольфрамистых - 800...820°С (закаливаются в воде, температура отпуска 150°С).
Средой охлаждения могут быть вода и масло. В любительской практике для углеродистых сталей применяются вода, 10-процентный раствор поваренной соли; для легированных - вода и минеральное машинное масло. Температура среды - комнатная.
При небольшом навыке можно с нужной точностью определить температуру разогрева по цвету раскалённого металла:
тёмно-коричневый (заметен в темноте) - 530...580°С
коричнево-красный - 580...650°С
темно-красный - 650...730°С
вишнёво-красный - 770...800°С
светло-красный - 830...900°С
оранжевый - 900...1050°С
темно-жёлтый - 1050...1150°С
светло-жёлтый - 1150...1250°С
ярко-белый - 1250...1350°С
При закалке миниатюрных деталей, чтобы их не перекалить, деталь помещают на какую-нибудь болванку, которую и нагревают. Цвет определяют по цвету болванки.
Если деталь закаляется не полностью (полуоси, губки кусачек и т. д.), то производится «размывка» границы закалённого участка. Деталь опускается в охлаждающую среду до определённого уровня (только губки кусачек) и быстро покачивается вверх-вниз.
Отпуск. Закалённая стальная деталь хрупка из-за наличия больших внутренних напряжений. С помощью термического процесса - отпуска - можно снизить хрупкость; при этом сохранится твёрдость, полученная при закалке.
Отпуск производится при сравнительно небольших температурах. Нагретую для этого деталь охлаждают на открытом воздухе.
Температуру для отпуска легко определить по так называемым цветам побежалости, которые представляют собой цветные окисные плёнки, образующиеся при различных температурах на хорошо зачищенной поверхности отпускаемой детали:
светло-жёлтый (соломенный) - 220°С
тёмно-жёлтый - 240°С
коричнево-жёлтый - 255°С
коричнево-красный - 265°С
светло-синий - 285°С
фиолетовый - 295°С
васильковый - 330°С
серый - 351°С
При отпуске небольших деталей пользуются нагревом на болванке. При этом цвета побежалости наблюдают на самой детали.
Температуры отпуска некоторых инструментов, приспособлений и деталей следующие: измерительный - 150...180°С; режущий по металлу из углеродистых сталей - 180...200°С; молотки, штампы, малые свёрла - 200-225°С; свёрла для мягких сталей, пробойники, буры, резцы - 225...250°С; сверла и мётчики для меди и алюминия, зубила - 250...280°С; инструмент для обработки древесины - 280...300°С; пружины - 315...330°С; рессоры - 400...500°С; детали и инструмент, работающий при больших нагрузках, - 500...650°С.
Отжиг. Процесс отжига стали необходим в том случае, когда надо из старого закалённого инструмента или детали сделать что-либо другое (закалённую деталь нельзя обработать из-за большой твёрдости).
При отжиге ранее закалённая деталь нагревается до нужной температуры (см. рисунок) и затем охлаждается на открытом воздухе. После отжига сталь приобретает все качества, которые у неё были до закалки, то есть она легко обрабатывается.
Л. ЕРЛЫКИН