• Термическая обработка придает стальным изделиям опреде ленные механические свойства: высокую твердость, повысив этим сопротивление износу, меньшую хрупкость для улучшения обработки или повышения ударной вязкости и т. д. Это достнга - ется нагревом и последующим охлаждением стали по строго определенному температурному режиму. В результате в нужном направлении изменяется структура стали, которая и определяет ее механические свойства.

Различают следующие виды термической обработки стали - закалку, отпуск, отжиг и нормализацию, а также обработку холодом и химико-термическую обработку.

Закалка — термическая обработка стали путем ее нагрева до определенной температуры, некоторой выдержки при этой тем­пературе до завершения фазовых превращений с быстрым последующим охлаждением в воде, масле и других жидкостях. При закалке увеличиваются твердость и прочность, но снижа­ется ударная вязкость. Закаленная сталь обладает большой хрупкостью, что делает ее малопригодной для практического использования.

Отпуску подвергают сталь после закалки для уменьшения хрупкости и ослабления внутренних напряжений. Отпуск стали заключается в нагреве ее ниже температуры закалки с после­дующим постепенным охлаждением на воздухе. В зависимости от вида отпуска изделие нагревают от 150 до 550°С. С повышением температуры отпуска сильно изменяются механические свойства закаленной стали: предел прочности и твердость понижаются, а относительное удлинение и вязкость возрастают.

Отжиг уменьшает структурную неоднородность стали, придает мелкозернистую структуру, снижает напряжение, возникшее при обработке давлением (ковке, волочении) или литьем, а также улучшает обрабатываемость стали резанием.

Нормализация — это, по существу, процесс отжига. Сталь­ное изделие нагревают до температуры несколько ниже темпе­ратуры закалки, выдерживают сталь при этой температуре, а затем охлаждают на воздухе. В результате сталь получается более мелкозернистой, чем при отжиге, повышаются ее твер­дость, прочность, ударная вязкость по сравнению с отожженной сталью. .

Обработка холодом способствует более равномерной струк туре и повышает твердость стали. Закаленная сталь с содержа нием углерода более 0,6% состоит из мартенсита с распределен ным в нем остаточным аустенитом, не успевшим перейти мартенсит при закалке. В результате структура стали оказыва ется недостаточно равномерной и несколько пониженной твердо сти, чем если бы она состояла только из мартенсита. Если ж такую сталь подвергнуть после закалки обработке холодом, процесс превращения аустенита в мартенсит продолжается.

G качестве охлаждающих сред, температура которых может достигать — 200°С и ниже, используют жидкий азот, аммиак, кислород и др.

Химико-термическая обработка стали заключается в изме - неиии химического состава поверхностного слоя стального изде­лия путем насыщения его каким-либо другим веществом (угле­родом, азотом, цианом, хромом) с целью повышения твердости, износостойкости или коррозионной стойкости поверхности и со­хранения при этом высоких механических качеств самого изде­лия. Видами химико-термической обработки стали являются цементация, азотирование, цианирование и хромирование.

Цементацию стали осуществляют насыщением углеродом поверхностного слоя стального изделия при температуре среды 880...950°С, содержащей углерод.

Азотирование — насыщение азотом поверхностного слоя стального изделия при нагревании до 500...700°С в атмосфере аммиака NH3, при этом повышаются коррозионная стойкость, твердость, износоустойчивость и предел усталости стали. Азо­тированию подвергают легированные стали, содержащие в каче­стве легирующего вещества алюминий и прошедшие предвари­тельную термическую и механическую обработку, кроме окон­чательного шлифования. Глубина азотированного слоя 0,01... 1,0 мм.

Хромирование — насыщение поверхностного слоя хромом. Повышение коррозионной стойкости стали при действии пресной и морской воды, азотной кислоты, окислительной среды при вы­сокой температуре (окалиностойкость) достигается хромирова­нием. Твердость хромированного слоя низколегированной стали составляет НВ 250...300, а высокоуглеродистой — НВ 1200... 1300.