Возникновение опасных внутренних напряжений

Возникновению опасных внутренних напряжений способствуют неблагоприятная форма изделия, резкие переходы по толщине, острые подрезы и т. п. Пример образования трещин при закалке на шлицевом валике вследствие острых углов канавок. Закалочные трещины могут появляться также из-за неудовлетворительной подготовки структуры стали к закалке: недостаточного прогрева изделия перед охлаждением в закалочной среде или, наоборот, перегрева изделия и получения крупнозернистого строения. Следует иметь в виду, что закалочные трещины могут появиться иногда значительное время спустя после закалки изделия. Поэтому отпуск рекомендуется производить сразу после закалки. Существует много способов, с помощью которых можно ослабить внутренние напряжения при закалке и свести к минимуму образование закалочных трещин и коробление изделий. Одним из таких мероприятий является предварительная подготовка структуры изделия к закалке путем отжига или нормализации. Это освобождает изделие от вредных внутренних напряжений, которые были созданы в нем всеми предыдущими видами обработки.

Если эти напряжения своевременно не снять, то они могут складываться с напряжениями, образующимися при закалке, и привести к короблению изделия или к трещинам. Весьма эффективным способом уменьшения внутренних напряжений является медленное охлаждение изделия в интервале температур, при которых происходит превращение аустенита в мартенсит (для углеродистой стали 300° и ниже). Как известно, непосредственный переход аустенита в мартенсит не требует больших скоростей охлаждения. Если превращение аустенита в мартенсит будет происходить при медленном охлаждении изделия, то изменение его объема по сечению будет протекать более равномерно. Следовательно, будет достигнуто уменьшение внутренних напряжений. Существует несколько способов закалки, которые позволяют решить указанную задачу. Они рассматриваются на стр. 68. Важное значение при закалке имеет способ погружения изделия в охлаждающую среду. Неправильное погружение приводит к неравномерному распределению в металле внутренних напряжений, что может вызвать коробление изделия, а также недостаточную твердость его отдельных частей.

Как же следует погружать изделие в охлаждающую среду, чтобы указанные дефекты не имели места? На этот вопрос трудно дать исчерпывающий ответ. Искусство термиста в том и состоит, чтобы в каждом конкретном случае в зависимости от формы и размеров изделия выбрать рациональный способ погружения его в охлаждающую среду. Можно указать некоторые основные положения, которыми следует руководствоваться при решении этого вопроса. Изделия, имеющие длинную вытянутую форму (метчики, сверла, развертки), следует погружать в охлаждающую жидкость в строго вертикальном положении. Так же погружаются длинные фрезы с задней заточкой зубьев. Дисковые фрезы, круглые пилы и тому подобные изделия, наоборот, погружают в охлаждающую среду в горизонтальном положении. Способы погружения некоторых изделий в закалочную среду. Если осевой инструмент погружать в жидкость в горизонтальном положении, то произойдет его коробление.