Ce este stingerea?
Călirea este un proces de tratament termic care încălzește oțelul peste temperatura critică, îl menține cald pentru o anumită perioadă de timp și apoi îl răcește la o viteză mai mare decât viteza critică de răcire pentru a obține o structură dezechilibrată dominată de martensită (bainitul poate, de asemenea, fie obţinută sau se poate menţine austenita monofazată după caz). Călirea este cel mai utilizat proces în tratarea termică a oțelului.
Există patru procese de bază pentru tratarea termică a oțelului: recoacere, normalizare, călire și revenire. Scopul călirii este de a transforma austenita suprarăcită în martensită sau bainită pentru a obține o structură de martensită sau bainită și apoi tempera la diferite temperaturi pentru a îmbunătăți considerabil rigiditatea, duritatea, rezistența la uzură, rezistența la oboseală și duritatea oțelului, astfel încât pentru a satisface diferitele cerințe de utilizare ale diferitelor piese mecanice și unelte. Călirea poate fi folosită și pentru a îndeplini proprietățile fizice și chimice speciale ale anumitor oțeluri speciale, cum ar fi feromagnetismul și rezistența la coroziune. Un proces de tratare termică a metalului în care o piesă metalică este încălzită la o anumită temperatură adecvată și menținută pentru o perioadă de timp, apoi scufundată într-un mediu de călire pentru răcire rapidă. Mediile de călire utilizate în mod obișnuit includ saramură, apă, ulei mineral, aer etc. Călirea poate îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură a pieselor metalice de prelucrat, astfel încât este utilizat pe scară largă în diverse unelte, matrițe, calibre și piese care necesită rezistență la uzura la suprafață (cum ar fi angrenaje, role, piese carburate etc.). Prin combinarea călirii cu călirea la diferite temperaturi, rezistența, reducerea tenacității și rezistența la oboseală a metalului pot fi mult îmbunătățite, iar coordonarea dintre aceste proprietăți (proprietăți mecanice cuprinzătoare) poate fi obținută pentru a îndeplini diferite cerințe de utilizare. În plus, călirea poate, de asemenea, permite unor oțeluri cu proprietăți speciale să obțină anumite proprietăți fizice și chimice, cum ar fi călirea pentru a îmbunătăți feromagnetismul oțelului cu magnet permanenți și a îmbunătăți rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil. Procesul de călire este utilizat în principal pentru piesele din oțel. Când oțelul folosit în mod obișnuit este încălzit peste temperatura critică, structura originală la temperatura camerei va fi complet sau în mare parte transformată în austenită. Apoi oțelul este scufundat în apă sau ulei pentru răcire rapidă, iar austenita este transformată în martensită. În comparație cu alte structuri din oțel, martensita are cea mai mare duritate. Răcirea rapidă în timpul călirii va cauza stres intern în interiorul piesei de prelucrat. Când atinge un anumit nivel, piesa de prelucrat va fi distorsionată și chiar crăpată. Din acest motiv, trebuie selectată o metodă de răcire adecvată. Conform metodei de răcire, procesul de călire este împărțit în patru categorii: călire cu un singur lichid, călire cu mediu dublu, călire gradată cu martensită și călire izotermă cu bainită.
Metoda de călire Călirea cu un singur mediu Piesa de prelucrat este răcită într-un singur mediu, cum ar fi călirea cu apă și călirea cu ulei. Avantajele sunt operarea simplă, mecanizarea ușoară și aplicarea largă. Dezavantajele sunt că solicitarea de călire în apă este mare, iar piesa de prelucrat este ușor de deformat și crăpat; călire în ulei, viteza de răcire este scăzută, diametrul de călire este mic, iar piesele mari nu sunt ușor de stins. Piesa de prelucrat pentru călire dublă-medie este mai întâi răcită la aproximativ 300 de grade într-un mediu cu o capacitate de răcire mai puternică și apoi răcită într-un mediu cu o capacitate de răcire mai slabă, cum ar fi: mai întâi călirea cu apă și apoi călirea cu ulei, ceea ce poate reduce eficient stresul intern al transformării martensitei și reduce tendința de deformare și fisurare a piesei de prelucrat. Poate fi folosit pentru călirea pieselor de prelucrat cu forme complexe și secțiuni transversale neuniforme. Dezavantajul stingerii cu dublu lichid este că este dificil de înțeles momentul conversiei cu dublu lichid. Dacă conversia este prea devreme, este ușor de stins fără întărire, iar dacă conversia este prea târziu, este ușor de stins și crăpat. Pentru a depăși acest dezavantaj, a fost dezvoltată metoda de călire gradată. Piesa de prelucrat este stinsă într-o baie de sare la temperatură joasă sau un cuptor cu baie alcalină. Temperatura băii de sare sau a băii alcaline este aproape de punctul Ms. Piesa de prelucrat rămâne la această temperatură timp de 2 minute până la 5 minute, apoi scoasă pentru răcire cu aer. Această metodă de răcire se numește călire gradată. Scopul răcirii gradate este de a uniformiza temperatura din interiorul și din exteriorul piesei de prelucrat și, în același timp, de a efectua transformarea martensitei, care poate reduce foarte mult stresul de stingere și poate preveni deformarea și fisurarea. Temperatura de gradare a fost setată anterior puțin mai mare decât punctul Ms, iar piesa de prelucrat a intrat în zona de martensită după ce temperatura din interiorul și din exteriorul piesei de prelucrat a fost uniformă. Acesta a fost îmbunătățit pentru a grada la o temperatură puțin mai mică decât punctul Ms. Practica arată că efectul notării sub punctul Ms este mai bun. De exemplu, matrițele din oțel cu conținut ridicat de carbon sunt clasificate stins într-o baie alcalină la 160 de grade, care poate fi întărită și deformată mai puțin, astfel încât este utilizat pe scară largă. Călire izotermă Piesa de prelucrat este călită într-o baie de sare izotermă. Temperatura băii de sare este în partea inferioară a zonei bainite (puțin mai mare decât Ms). Piesa de prelucrat rămâne izotermă pentru o lungă perioadă de timp până la finalizarea transformării bainitei și apoi scoasă pentru răcire cu aer. Călirea izotermă este utilizată pentru oțelul cu carbon mediu sau mai mare, scopul fiind obținerea de bainită mai mică pentru a îmbunătăți rezistența, duritatea, duritatea și rezistența la uzură. În general, călirea izotermă nu este utilizată pentru oțel cu conținut scăzut de carbon. Călirea la suprafață Călirea la suprafață este o metodă locală de călire în care stratul de suprafață al unei piese de oțel este călit la o anumită adâncime, în timp ce partea centrală rămâne nestinsă. În timpul călirii suprafeței, suprafața piesei de oțel este încălzită rapid la temperatura de călire, iar căldura este imediat răcită înainte de a putea pătrunde în miezul piesei de prelucrat, realizând astfel călirea locală. Călirea prin inducție Încălzirea prin inducție este de a folosi inducția electromagnetică pentru a genera curenți turbionari în piesa de prelucrat pentru a încălzi piesa de prelucrat. Răcirea la rece este stingerea răcirii prin scufundarea într-o soluție de apă rece cu capacitate puternică de răcire ca mediu de răcire. Călirea locală este călirea numai a părții piesei de prelucrat care trebuie călită. Răcirea cu aer se referă în mod specific la încălzirea în vid și la stingerea și răcirea într-o presiune negativă de circulație de mare viteză, presiune normală sau gaz neutru și inert de înaltă presiune. Călirea la suprafață este călirea numai a stratului de suprafață al piesei de prelucrat, inclusiv călirea prin inducție, călirea prin încălzire prin rezistență de contact, călirea cu flacără, călirea cu laser, călirea cu fascicul de electroni etc. Răcirea cu aer este călirea și răcirea cu aer forțat sau aer comprimat ca mediu de răcire . Călirea cu saramură este stingerea și răcirea cu o soluție apoasă de sare ca mediu de răcire. Răcirea în soluție organică este stingerea și răcirea cu o soluție apoasă de polimer organic ca mediu de răcire. Călirea prin pulverizare este călirea și răcirea cu un jet de lichid ca mediu de răcire. Răcirea prin pulverizare este stingerea și răcirea piesei de prelucrat într-o ceață dintr-un amestec de apă și aer. Răcirea în baie fierbinte este stingerea și răcirea piesei de prelucrat într-o baie fierbinte, cum ar fi sare topită, alcalii topit, metalul topit sau uleiul la temperatură înaltă, cum ar fi călirea în baie de sare, călirea în baie de plumb, călirea în baie alcalină etc. este stingerea și răcirea piesei de prelucrat după încălzire și austenitizare și transferarea imediată într-un mediu cu capacitate de răcire slabă pentru răcire atunci când structura este pe cale de a suferi o transformare martensitică. Călirea sub presiune este călirea și răcirea piesei de prelucrat după încălzire și austenitizare sub un dispozitiv specific, al cărui scop este reducerea distorsiunii de călire și răcire. Prin călire este călirea piesei de prelucrat de la suprafață până la miez. Călirea izotermă este un proces în care piesa de prelucrat este încălzită și austenită, apoi răcită rapid la intervalul de temperatură de transformare a bainitei și este menținută izotermic pentru a transforma austenita în bainită. Călirea gradată este un proces în care piesa de prelucrat este încălzită și austenită, apoi scufundată într-o baie alcalină sau o baie de sare cu o temperatură puțin mai mare sau puțin mai mică decât punctul M1 pentru o perioadă adecvată de timp, apoi scoasă și răcită cu aer. după ce piesa de prelucrat atinge temperatura medie pentru a obţine călirea martensitei. Călirea sub temperatură este un proces în care piesa de prelucrat din oțel hipoeutectoid este austenită în intervalul de temperatură Ac1-Ac3, apoi stinsă și răcită pentru a obține structuri de martensită și ferită. Călirea directă este un proces în care piesa de prelucrat este stinsă și răcită direct după infiltrarea carbonului. După ce piesa de prelucrat este carburată și răcită de două ori, este mai întâi austenită la o temperatură mai mare decât Ac3 și stinsă pentru a rafina structura miezului, apoi este austenită la o temperatură puțin mai mare decât Ac3 pentru a rafina structura stratului de infiltrare. Călirea cu auto-răcire este un proces în care căldura zonei încălzite este transferată automat în zona neîncălzită după ce localul sau suprafața piesei de prelucrat este rapid încălzit și austenitizat, astfel încât zona austenitată este rapid răcită.
