Охолоджуючі середовища для загартування
Зазвичай для загартування використовують киплячі рідини - воду, водні розчини солей і лугів, масла. При загартуванню в цих середовищах розрізняють три періоди:
1) плівкове кипіння, коли на поверхні стали утворюється «парова сорочка»; в цей період швидкість охолодження порівняно невелика;
2) бульбашкової кипіння, наступає при повному руйнуванні парової плівки, що спостерігається при охолодженні поверхні до температури нижче критичної; в цей період відбувається швидке відведення теплоти;
3) конвективний теплообмін, який відповідає температурам нижче температури кипіння охолоджуючої рідини; тепловідвід в цей період відбувається з найменшою швидкістю.
У таблиці 2 наведено приблизний температурний інтервал бульбашкового кипіння і відносна швидкість охолодження в середині цього інтервалу для різних охолоджувальних середовищ.
При загартуванню вуглецевої та деяких низьколегованих сталей, що мають малу стійкість переохолодженого аустеніту, в якості охолоджуючої середовища застосовують воду і водні розчини NaCl або NaOH.
При загартуванню у водних розчинах парова сорочка руйнується майже миттєво, і охолодження відбувається більш рівномірно і в основному протікає на стадії бульбашкового кипіння. Збільшення охолоджувальної здатності досягається при використанні струминного або душового охолодження, широко застосовується, наприклад, при поверхневому загартуванню.
Подальшим удосконаленням методів охолодження стало застосування сумішей води з повітрям, що подаються через форсунки. Водоповітряні середовища застосовують для охолодження великих поковок, рейок і т. Д.
Для легованих сталей, що володіють високою стійкістю переохолодженого аустеніту при загартуванню, застосовують мінеральне масло (частіше нафтове).
До недоліків слід віднести підвищену займистість (температури спалаху 165-300 ° С), недостатню стабільність і низьку охолоджуючу здатність в області температур перлітного перетворення, а також підвищену вартість.
Температуру масла при загартуванню підтримують в межах 60-90 ° С, коли його в'язкість виявляється мінімальною.
В останні роки замість води або масла починають застосовувати водні розчини миючих засобів, що містять поверхнево-активні речовини, рідкого силікату, і особливо синтетичних речовин, наприклад аква-пласт.
Аква-пласт являє собою концентрат в воді високов'язкої про¬зрачной рідини, що містить розчинну в воді пластмасу і корозійно-захисний інгібітор. Концентрація розчину 0,5-0,7%,
Загартування в водних розчинах полімерів і миючих засобів призводять до зменшення швидкості охолодження при температурах нижче Мн. а як наслідок цього виключається утворення тріщин і зменшуються викривлення.
Таблиця 1 - Відносна охолоджуюча здатність гартівних середовищ
Відносна інтенсивність охолодження в інтервалі бульбашкового кипіння