Неравномерность распределения температур во время термообработки стальных и чугунных изделий может стать причиной возникновения внутренних напряжений, которые сохраняются частично и после окончания процесса обработки. Есть два вида сохраняющихся в структуре металла напряжений: тепловые (остаточные напряжения) и структурные (напряжения, которые были вызваны изменениями в структуре сплава). Структурные напряжения возникают в процессе превращения аустенита в мартенсит, во время увеличения объема мартенсита в структуре.
Индукционная установка – оборудование, которое идеально подходит для осуществления всех видов высокотемпературной обработки. Программное обеспечение, которым снабжается каждая установка, способно полностью проконтролировать нагрев, чтобы все структурные изменения произошли четко по техзаданию.
Как закалка ТВЧ влияет на физико-химические свойства стали
В процессе охлаждения металла наружный слой охлаждается быстрее, поэтому он перестает сокращаться в размерах, а вот глубокие слои только начинают охлаждаться, поэтому начинают стягивать охлажденный у поверхности металл, создавая в его структуре напряжения. Такие напряжения принято называть сжимающими, а вот в глубоком (охлаждающемся) слое происходят растягивающие напряжения металла. После того, как процесс охлаждения завершается, на поверхности закаленного слоя образуются напряжения сжатия приблизительно 600-800 МПа, а у границ появляются растягивающие напряжения в пределах 200-300 МПа.
На изображении 1 видно, что напряжения у границ плавно снижаются по направлению к центру изделия. Если будет производиться местная закалка, то рядом с закаленным слоем появится зона с вредными растягивающими напряжениями в пределах 150-200 МПа.
В первую очередь предел выносливости стали по завершению закалочных работ будет зависеть от того, как распределены остаточные напряжения по поверхности металла.
Индукционная установка от компании ЭЛСИТ станет незаменимым помощником при произведении закалочных работ. Нагрев ТВЧ способен разглаживать остаточные напряжения металла, упрочняя его структуру.
Во время эксплуатации изделия, прошедшего закалку ТВЧ, напряжение сжатия ослабит растягивающие напряжения, которые, как правило, являются причиной усталостных разрушений.
Для снижения воздействия растягивающих напряжений дополнительно производится отпуск или самоотпуск изделий, прошедших закалку под воздействием температуры до 240 градусов, что гарантирует разглаживание остаточных напряжений.
При осуществлении местной закалки повышение температуры закалки выше 250 градусов может стать причиной роста растягивающих напряжений на поверхности металла, собирающихся у закаленного места. Этот перегрев опасен особенно в том случае, если на поверхности изделия присутствуют галтели, ведь их рабочие напряжения могут совпадать с напряжениями растягивающих остаточных, что станет причиной поломки изделия.
Твердость изделия после закалки повышается на поверхности благодаря тому, что изделие обретает структуру мелкого зернистого аустенита.
Современная индукционная установка позволяет осуществить качественную высокочастотную закалку поверхности изделия, защищая его от негативного внешнего воздействия.