Закалка (металлургия)

Эта статья о способе обработки металлов. О методе укрепления здоровья человека см. ЗакаливаниеЗака́лка — вид термической обработки материалов (металлы, сплавы металлов, стекло), заключающийся в их нагреве выше критической точки (температуры изменения типа кристаллической решетки, то есть полиморфного превращения, либо температуры, при которой в матрице растворяются фазы, существующие при низкой температуре), с последующим быстрым охлаждением. Закалку металла для получения избытка вакансий не следует смешивать с обычной закалкой, для проведения которой необходимо, чтобы были возможные фазовые превращения в сплаве.

Чаще всего охлаждение осуществляется в воде или масле, но существуют и другие способы охлаждения: в псевдокипящем слое твёрдого теплоносителя, струёй сжатого воздуха, водяным туманом, в жидкую полимерную закалочную среду и тд.

Материал, подвергшийся закалке, приобретает бо́льшую твёрдость, но становится хрупким, менее пластичным и менее вязким, если сделать большее количество повторов нагревание-охлаждение. Для снижения хрупкости и увеличения пластичности и вязкости после закалки с полиморфным превращением применяют отпуск. После закалки без полиморфного превращения применяют старение. При отпуске имеет место некоторое снижение твёрдости и прочности материала.

Внутренние напряжения снимаются отпуском материала. В некоторых изделиях закалка выполняется частично, например при изготовлении японских катан, закалке подвергается только режущая кромка меча.

Существенный вклад в развитие способов закалки внёс Чернов Дмитрий Константинович. Он обосновал и экспериментально доказал, что для получения стали высокого качества решающим фактором является не ковка, как это предполагалось ранее, а термическая обработка. Он определил влияние термической обработки стали на её структуру и свойства. В 1868 году Чернов открыл критические точки фазовых превращений стали, названные точками Чернова. В 1885 году он открыл, что закалку можно производить не только в воде и масле, но и в горячих средах. Это открытие послужило началом применения ступенчатой закалки, а затем исследованию изотермического превращения аустенита.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Поверхностная закалка при индукционном нагреве более экономична и менее трудоемка и по качеству упрочнения не уступает, а в ряде случаев и превосходит процессы печной обработки. При закалке ТВЧ (токами высокой частоты) вместо цементации в сотни раз сокращается длительность процесса, резко уменьшаются термические деформации, трудоемкость и стоимость упрочнения, в десятки раз снижаются затраты электроэнергии, отпадает необходимость использования природного газа, минеральных масел, асбеста, жаропрочных и жароупорных материалов, устраняются выбросы в окружающую среду вредных веществ и продуктов их распада. Загрузка и выгрузка изделий в индукционных нагревателях автоматизируются, и они встраиваются в автоматизированные комплексы при высокой культуре производства.

П. С. Гурченко, История и направления развития исследований и технологий индукционного нагрева в Беларуси, 2015

ГОРН, печь для нагрева заготовок, выплавки и переплавки металлов, а также обжига керамических изделий (посуды, художественных и декоративных украшений). Горном называют также нижнюю часть доменной печи. Гончарные горны были известны в Древнем Египте, Двуречье уже в 3-м тыс. до н. э. Найденные на территории России печи такого типа, использовавшиеся для плавления железной руды, относятся к 1-му тыс. до н. э. В них непосредственно из руды получали тестообразное железо (т. н. сыродутное). Такой горн выглядел как очаг, обложенный (теперь сказали бы – футерованный) огнеупорной глиной. Для поддержания тяги в нижней части горна устраивалось открытое отверстие (фурма). Способ выплавки металла в горнах просуществовал до нач. 20 в. В горнах можно было и нагревать металл перед ковкой или закалкой. Конструкция горнов совершенствовалась со временем, приобретая черты промышленной печи. Однако широкого распространения в металлургии горны не получили и ныне ограниченно применяются лишь в литейных цехах для плавки цветных металлов и сплавов, в кузницах, ремонтных мастерских, а также для получения свинца из рудных концентратов.

Александр Павлович Горкин, Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)