Закалка проводится для повышения твердости, прочности и
износостойкости. При закалке сталь нагревают до определенной температуры,
дают выдержку и, затем, быстро охлаждают.
Температура нагрева под закалку должна быть такова, чтобы сталь
перешла полностью в аустенитное состояние (т.е. чтобы железо
перекристаллизовалось в γ-модификацию, а весь углерод, содержащийся в
стали, растворился в кристаллической решетке γ-железа). Для
конструкционных сталей – это температура около 860°С. После достижения
заданной температуры изделие выдерживают в печи в течение некоторого
времени для прогрева по всему объему и завершения структурных
превращений.
Скорость охлаждения при закалке определяет строение и свойства
термообработанной стали. При очень большой скорости охлаждения углерод не
успевает диффундировать из кристаллической решетки железа в результате
чего образуется пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α-железе
(т.е. углерода в нем более 0,02%). Это вызывает искажения решетки, ее
напряженное состояние, следствием чего является резкое повышение
твердости. Такая структура называется мартенситом. При меньших скоростях
охлаждения углерод успевает диффундировать из кристаллической решетки α-
железа и поэтому образуются феррито-цементитные смеси, дисперсность
которых и твердость тем выше, чем больше скорость охлаждения, но в любом
случае меньше твердости мартенсита. Для получения структуры мартенсита
охлаждение при закалке конструкционных углеродистых сталей проводят
обычно в воде.
