Закалка

Закалка − термическая обработка материалов, заключающая­ся в нагреве и последующем быстром охлаждении с целью фиксации высокотемпературного состояния материала или предотвращения (подавления) нежелательных процессов, происходящих при медлен­ном охлаждении. В результате закалки, как правило, образуется нерав­новесная структура. Разновидность закалки − поверхностная закалка.

Температурный режим закалки включает в себя:

1) нагрев сплава до температуры фазового превращения;

2) быстрое охлаждение (охлаждающие среды − вода, масло, расплавленные соли, свинец, воздух и др.).

Область применения закалки − материалы (в ос­новном сплавы), имеющие пре­вращения в твердом состоянии (переменная растворимость, полиморфные превращения твердых растворов, распад вы­сокотемпературного твердого раствора по эвтектической ре­акции и др.).

Рассмотрим закалку для металлических сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии (рис. 4.24). Для состава «с» температурой закалки будет t^/ (температура на 30-50 °С выше критической линии). Быстрым охлаждением от температуры закалки полностью подавляют выделение вторичных кристаллов и в результате получают однофазный сплав, представляющий собой пересыщенный компонентом В твердый раствор. Структура такого сплава неравновесная (рис. 4.25).

Закалка неорганических стекол заключается в их нагреве до температуры выше Т_ст и последующем быстром и равномерном охлаждении в потоке воздуха или масла.

Закалка существенно влияет на физические свойства. Так, в сплавах она изменяет структурно-чувствительные физические и химические свойства: увеличиваются прочность, хрупкость, удельное электросопротивление, коэрцитивная сила, возрастает коррозионная стойкость.

Рис. 4.24. Диаграмма состояния компонентов с переменной растворимостью в твердом состоянии	Рис. 4.25. Схематическое изображение структуры: а – сплава в равновесном состоянии; б – закаленного сплава

При закалке особенно сильно упрочняются сплавы, претерпе­вающие в равновесных условиях эвтектоидное превращение. Прочность возрастает либо вследствие мартенситного механизма фазового превращения, либо вследствие понижения температуры эвтектоидной реакции, приводящего к измельчению кристаллов фаз, образующих эвтектоидную смесь.

Поверхностная закалка изделий, в отличие от объемной закалки, позволяет упрочнять только поверхностный слой на определенную глубину. Ее можно проводить двумя способами. По первому способу нагревают только поверхностный слой, который затем закаливают при охлаждении. Во втором способе нагревают все изделие, но при закалке охлаждают только поверхностный слой со скоростью больше критической.