2018-01-08
305
Пример:
10%-ный раствор NaCl в воде, при t = 20˚C;
10% Раствор NaOH в воде; при t = 20˚С;
или
50% Раствор NaOH в воде; при t = 20˚С;
«+»
1) охлаждающая способность солей и щелочей выше, чем воды и масла;
2) равномерное охлаждение во всём интервале температур;
3) малочувствительны к колебаниям температур;
«-»
1) дороже, чем вода;
2) необходимость приготовления растворов.
Расплавы солей и щелочей
Охлаждающая способность расплавленных солей или щелочей при t = 200˚С, примерно равна охлаждающей способности масла, при t = 20˚С.
«+»
1) достижение высоких механических свойств (твёрдость,прочность);
2) минимум остаточных напряжений после закалки;
3) минимум деформаций после закалки;
«-»
1) дороговизна;
2) ухудшение охлаждающей способности в процессе эксплуатации;
3) изменяется жидкотекучесть смеси (становится густой);
4) быстро загрязняется оксидами металлов;
5) происходит разъедание обрабатываемой поверхности деталей;
6) раздражающее действие щёлочи на глаза и кожу рабочего, работать можно только с вентиляцией;
|
|
|
7) взрывоопасны при повышении сверхдопустимых температур.
Воздух
Если принять охлаждающую способность воды за единицу, то охлаждающая способность воздуха составит 0,03%. На воздухе охлаждают детали из быстрорежущих инструментальных и высокохромистых сталей. Обычно воздух используют как вторую (дополнительную) среду.
«+»
1) обеспечивает минимальное коробление деталей;
2) уменьшает образование трещин;
3) есть возможность горячих правок тонких и длинных изделий в приспособлениях;
«-»
1) небольшая скорость закалки.
III. Выбор времени закалки
а) Приблизительный выбор времени
1 минута на 1мм. сечения детали для углеродистых сталей;
2 минуты на 1мм. сечения для легированных сталей;
б) Более точное время закалки вычисляется по формуле:
τзак = 0,1 * D * k1 * k2 * k3,
где D – диаметр сечения детали(мм), k – коэффициенты:
k1 – определяет расположение детали в печи,
k2 – определяет влияние среды, при которой происходит закалка (газовая среда – воздух или продукты сгорания топлива СО2, СО, нейтральный газ - аргон; жидкая среда – среда расплавленных солей или металлов),
k3 – определяет химический состав стали (легированная или углеродистая сталь).
Способы закалки
1.Закалка в одной среде (закалка в одном охладителе или непрерывная закалка.) Это наиболее простой и распространённый способ.
Суть способа:
Деталь, нагретую до температуры закалки помещают в закалочную среду (вода, масло…), где она и находится до полного охлаждения.
Применение: для деталей простых форм и небольших размеров.
|
|
|
«-»
- возникновение значительных внутренних напряжений из-за того, что деталь охлаждается по сечению неравномерно.
Закалка в двух средах(или прерывистая закалка).
Суть способа:
Детали нагревают обычным способом до температуры закалки, затем быстро охлаждают до температуры несколько выше Мн, затем быстро переносят в менее интенсивный охладитель(масло или воздух), где и держат до полного охлаждения.(до 20˚С).
Применение: Применяют для обработки инструментов из высокоуглеродистых сталей (≥0,7% С).
«+»
- превращение А (аустенита) в М зак (мартенсит закалки) протекает более медленно, поэтому уменьшается внутренние напряжения и деформации;
«-»
- трудно определить время пребывания в каждой из сред (определяется
по цвету)
Ступенчатая закалка
Суть способа:
Нагретую деталь сначала охлаждают до температуры несколько выше Мн (в горячем масле), затем после короткой изотермической выдержки, изделие охлаждают на воздухе. В результате выдержки при t = соnst температура выравнивается по всему сечению изделия.
«+»
- уменьшаются объёмные изменения и внутренние напряжения;
- меньше причин для возникновения трещин;
«-»
- проводить можно для изделий небольших сечений (диаметром до 10-20мм,
если сталь углеродистая; и 20-30мм, если сталь легированная), т.к. выдержка небольшая – температура по всему сечению крупной детали выровняться не может;
- горячие, медленно охлаждающиеся среды не позволяют получить необходимые скорости охлаждения при закалке крупных деталей.
4.Изотермическая закалка (пост. t)
Cущность способа:
Выполняется также, как ступенчатая, но выдержка в закалочной среде более продолжительная.
В качестве закалочных сред, при закалках 3 и 4 используют масло, расплавы солей
55% KNO3 расплавы солей
45% NaNO2
20% NaOH
80% KOH расплавы щелочей
«+»
- температура успевает выровняться по всему сечению изделий ⇒ меньше напряжений, трещин, деформаций;
- нет необходимости проводить отпуск;
«-»
- больше затраты времени;
Применение: применяется в основном для легированных сталей, для инструментальных сталей 6ХС, 9XC/
