Загартування сталі 45 – технологія, методи, особливості, твердість

Термообробка являє собою одну з необхідних і важливих операцій в процесі обробки стали. Її широко використовує металургія і машинобудування. Технологія термообробки стали 45 забезпечує досягнення високих характеристик міцності. Ця обставина дозволяє значно розширити сферу застосування оброблених подібним способом деталей. При використанні технології гарту стали 45 твердість виробів стає істотно вище.

особливості термообробки

Загартування сталі 45 – метод, широко використовуваний в металургії і машинобудуванні. Але як загартувати сталь 45, щоб отримати очікуваний результат? Щоб змінити характеристики, необхідно провести термообробку. При цьому повинні дотримуватися певні режими впливу. Цей процес схематично можна представити наступними процесами:

  • Відпал.
  • Нормалізація.
  • Старіння.
  • Загартування і відпустку.

Якість стали 45 при термообробці залежить від ряду факторів.

  • Температурний режим.
  • З якою швидкістю підвищується температура.
  • Проміжок часу, протягом якого на метал впливає висока температура.
  • З якою швидкістю відбувається процес охолодження.

Термічна обробка полягає в нагріванні деталі до заданої температури. Охолоджують її з тієї ж або дещо іншою швидкістю. Залізовуглецеві сплави характеризуються перетвореннями при нагріванні їх до певних температур. Вони носять назву критичних точок. Ці перетворення пов’язані з кристалізаційним характером. При загартуванню стали 45 твердість виробів значно підвищується.

Хімічний склад

Що для стали означає номер 45? Це говорить про те, що в даному сплаві міститься 0,45% вуглецю. Решта домішки представлені в незначній кількості. Серед основних її замінників можна виділити сталь 40 і 50. Їх також характеризує висока міцність. Якщо розглядати хімічні сполуки, що входять до складу стали в процентному відношенні, то найбільша частка припадає на залізо. У нього цей показник досягає 97%. У різних кількостях входять і інші хімічні елементи. Найнижчий показник у фосфору. У ній його міститься всього 0,035%.

Структурні зміни металу

У початковому стані структура являє собою дві фази, які змішані між собою – ферит і цементит. Якщо повільно нагрівати до незначних температур, то ніяких змін в ній не станеться. Якщо вести подальше нагрівання, феррит розчиниться в аустените. При нагріванні вище критичної температури, структура їх прийме однорідний характер.

Атомна решітка заліза має об’ємно-центрований характер. При сильному нагріванні вона стає гранецентрированной по типу. До нагрівання вуглецеві атоми входять в перліт (кристали цементиту), після цього він прийме інший стан і стане твердим розчином. В цьому випадку його атоми виявляться в решітці заліза. При різкому охолодженні, наприклад, за допомогою води, її можна загартувати.

У такому стані вона придбає величини, характерні для кімнатної температури. Здавалося б, все перебудується в зворотному порядку. Але подібні температурні характеристики не додадуть вуглецевим атомам вираженою мобільності. Швидкість в цьому випадку настільки незначна, що атоми просто не встигають вийти з розчину, коли має місце швидке охолодження. Вони залишаються в структурі решітки. При цьому виникає сильне внутрішнє напруження металу. Використання загартованої сталі істотно збільшують можливість застосування деталей, матеріалом для виготовлення яких з’явилася саме така сталь.

загартування

Термообробка стали 45 передбачає нагрів вище критичної температури. Надалі проводиться прискорене охолодження, простіше кажучи, здійснюється загартовування. Після цього загартований матеріал набуває підвищену міцність і твердість. Температурний режим при загартуванню стали 45 визначається тим, скільки вуглецю і присадок легирующего характеру міститься в стали.

Технологія повинна здійснюватися відповідно до встановленого регламентом, оскільки після того, як проведена гарт, на заготівлі утворюється шар окалини. При цьому відбувається часткова втрата вуглецю. Метал повинен охолоджуватися швидко. Це не дасть аустеніту перетворитися з появою сорбіту або троостита. Деталь охолоджується відповідно до точним графіком. Якщо він буде порушуватися, будуть утворюватися дрібні тріщини. Охолодивши деталь до температури 200-300 градусів, процес штучно сповільнюють. При цьому проводять застосування охолоджуючих рідин.

Для нагрівання використовуються спеціальні печі. Перед цим виробляють підігрів окремих частин. При цьому проводять використання:

  • печей, де температура 500 градусів;
  • спеціальних соляних ванн.

Деталь занурюється на кілька секунд 2-3 рази. Неодмінна умова: прогрів всієї деталі повинен здійснюватися рівномірно. Всі заготовки занурюються одномоментно, далі необхідна витримка. Детальніше про це можна подивитися у відео.

Загартування за допомогою ТВЧ

З використанням ТВЧ температура нагріву більш висока за своїми показниками.

Подібна обставина стає можливим завдяки наявності двох чинників:

Нагрівання обумовлює прискорене зміна і перехід перліту в аустеніт.
Процес відбувається в межах стислих часових рамок. Температура при цьому дуже висока про свою величині.
Але при цьому заготовка не перегрівається. При таких операціях характеристики металу, що зумовлюють його твердість, стають більше на 3 одиниці по Роквеллу. За допомогою такого способу загартувати деталь можна досить ґрунтовно.

Випробування твердості, а, отже, і закаливаемость деталей, визначають за методом Брінелля.

відпустка

Цей процес визначається тією температурою, яка необхідна. З цією метою використовуються:

  • печі, що мають примусову циркуляцію повітря;
  • селітровий розчин в спеціальних ваннах;
  • масляні ванни;
  • ванна, заповнена лугом.

Температуру відпустки визначає марка стали. Процес дозволяє змінити структуру і знизити напруженість в металі. При цьому не спостерігається значного зниження твердості. Потім заготовка потрапляє в поле зору технічного контролю, а після цього відправляється замовнику.

Запобіжні заходи

Подібні операції становлять певну небезпеку для життя і здоров’я людини. Електроустановки для нагріву пов’язані з небезпечним впливом електричного струму. Робота з гартівними ваннами пов’язана з виділенням в навколишній простір шкідливих парів і газів. У цьому плані велике значення має обладнання і хороша якість його функціонування локальних витяжних вентиляційних систем. Крім цього, подібні місця обладнуються і загальнообмінною вентиляцією.

Якщо процес здійснюється з використанням масла або гасу, не виключена можливість, що запалюється їх пари. Треба проводити захист від хімічних опіків. Зберігання селітри здійснюється відповідно до необхідних правилами. Розчин селітри в розплавленому стані не повинен бути температурою вище 60 градусів. Ціанисті солі фасуються тільки при наявності місцевої витяжної вентиляції. Всі роботи проводяться тільки із застосуванням засобів індивідуального захисту. Щоб не утворювалася отруйна синильна кислота, не можна допускати спільне зберігання ціаністих солей з розчинами кислот.

Ссылка на основную публикацию