Закаливание стали: виды и применение

Закаливание – это один из способов термической обработки стальных изделий, главной задачей которого является повышение их физико-технических характеристик, в частности, твердости и устойчивости к влиянию агрессивной внешней среды. Суть данного процесса состоит в нагревании металла до необходимых температурных значений с последующим охлаждением. Это позволяет достичь требуемой кристаллической структуры материала.

Закалка стали может выполняться различными методами, некоторые из которых, кроме нагрева и остужения, включают дополнительные технологические процессы. Самый применяемый из них – это отпуск металла, во время которого изменения на молекулярном уровне происходят после его незначительного разогрева при последующем медленном охлаждении.

Какие металлы могут закаливаться

Как правило, такому виду обработки подвергаются изделия из легированных и углеродистых марок стали с целью повышения их прочностных качеств. Но иногда технологические особенности производства различной продукции предполагают закалку цветных металлов, например, их отжиг или отпуск.

При этом термическое воздействие на медь, латунь или алюминий не всегда применяется для повышения их твердости. Определенные сплавы после этого, наоборот, приобретают более мягкую пластичную структуру, что критически важно для кабельной и некоторой другой продукции. Чаще всего изделия из цветных металлов закаливаются для снятия напряжения в кристаллической решетке материалов после их штамповки или отливки.

Виды закаливания стали

В зависимости от типа нагрева и особенностей охлаждения выделяют несколько разновидностей закаливания стальных конструкций:

• в одной среде. После нагрева до критической температуры изделие помещается в жидкость (воду или минеральное масло), где и остается до полного остывания. В ряде случаев метод требует дополнительного отпуска для снятия внутренних напряжений;
• ступенчатая. Предполагает быстрый нагрев материала с последующим медленным остыванием, что позволяет сформировать равномерную структуру обрабатываемого тела;
• изотермическая. В отличие от предыдущего способа изделие не только быстро доводится до требуемой температуры, но и подвергается ее воздействию длительное время. Такая сталь обладает высокой прочностью, с одной стороны, и пластичностью, с другой;
• с самоотпуском. Применяется для обработки ударного инструмента, к которому предъявляются особые требования относительно его твердости. Суть метода состоит в том, что изделие извлекается из остужающей среды после частичного охлаждения, в результате чего внутри остается достаточно количество тепла для самостоятельного отпуска материала.

Также особым видом термической обработки стали является светлая закалка, которую применяют для изделий, чья поверхность после воздействия высокой температуры не должна быть окислена. Для этого используют специальные вакуумные печи или инертные газы, а охлаждение происходит в особых химических составах.