Цел на втвърдяването
Целта на втвърдяването винаги е да се увеличи якостта на стоманата или нейната механична устойчивост. В някои случаи това може да е необходимо за определени приложения, ако твърдостта, която може да се постигне, не може да бъде постигната чрез избор на подходящата стоманена сплав.
Чрез втвърдяване
Под втвърдяване се разбира структурна промяна в стоманата за по-голяма якост, която се простира върху цялото напречно сечение на детайла. Това не е задължително случаят с други процеси на втвърдяване. В така нареченото втвърдяване на случая, от друга страна, стоманата не се втвърдява, а се закалява само повърхността на стоманата.
Основни процеси на втвърдяване
Освен втвърдяването на корпуса, което е специална форма на втвърдяване, има и някои други важни процеси на втвърдяване:
- Трансформационно втвърдяване
- Работно втвърдяване
- Втвърдяване на валежите
Трансформационно втвърдяване
Процесът на трансформационно втвърдяване е най-важната и най-често използвана форма на втвърдяване на стоманата.Тя работи чрез превръщане на феритно желязо в различна микроструктура, а именно в аустенитно желязо.
Процес на трансформационно втвърдяване
Процесът на преобразуване е химически много сложен. В края на процеса, така нареченият мартензит (специална структура с висока якост) все повече се образува в желязото поради по-голямото количество свободно наличен въглерод.
Образуването на мартензит може да се контролира чрез температурната разлика (температура на охлаждане). Колкото по-ниска е температурата на охлаждане и колкото по-висока е скоростта на охлаждане, толкова повече се образува мартензит и стоманата става по-твърда след завършване на втвърдяването. Използват се различни охлаждащи среди:
- вода
- масло
- въздух
- чисти газове
Изисквания за втвърдяване
Съдържанието на въглерод в марката стомана определя колко добре стоманата може да бъде закалена. Ето защо нелегираните стомани с ниско съдържание на въглерод трябва първо да се цементират (както е описано при закаляваща стомана стомана). Нивото на хром в клас стомана, от друга страна, определя колко дълбоко може да се втвърди детайл. Колкото по-високо е съдържанието на хром, толкова по-добра е втвърдяването.
Работно втвърдяване
Работното втвърдяване е процес, който влияе върху твърдостта на стоманата сравнително по-малко. Когато стоманата се деформира по определени методи, нейната дислокационна плътност се променя. Тогава е по-трудно да се деформира и увеличава силата. Неговата еластична граница също се увеличава. Такава предварителна деформация може да се извърши, например, чрез валцуване на стоманата.
Втвърдяване на валежите
Втвърдяването при валежи работи само при определени условия, а не при всички сплави. Легираните метали трябва да имат определени свойства, за да може да се извърши този вид втвърдяване.
метод
Първо, сплавта се нагрява до такава степен, че планираните елементи за валежи преминават в разтвор. Температурата не трябва да бъде нито прекалено висока, нито твърде ниска, така че резултатът от втвърдяването или сцеплението на сплавта да не бъде застрашен. След това се гаси и структурата вътре се променя. Откъснатите преди това елементи сега са фино разпределени в метала и не позволяват на дислокациите да се движат. Това увеличава якостта на метала.
съвети и трикове
След втвърдяване стоманата също трябва да се закали. Темперирането се загрява до определена температура, за да се освободи стоманата от нейните вътрешни напрежения след втвърдяване. В зависимост от температурата, закаляването променя и свойствата на стоманата. Твърде високите температури водят до загуба на жилавостта на стоманата.
