Существуют следующие способы термической обработки металлов:

  • Отжиг
  • Нормализация
  • Закалка
  • Отпуск

Отжиг

Постепенный нагрев металла до +740...+850 °С*, выдержка, медленное охлаждение.

Задачи: уменьшение твердости стали для более качественной обработки, улучшение структуры металла, достижение его большей однородности, снятие внутренних напряжений.


Нормализация

Нагрев металла до температуры выше критической (температуры изменения типа кристаллической решетки), выдержка, охлаждение на спокойном воздухе.

Задачи: повышение прочности, твердости и ударной вязкости стали, достижение более низкой пластичности стали по сравнению с отожженной.


Закалка

Нагрев металла до температуры выше критической, выдержка при заданной температуре, быстрое охлаждение в жидкой среде (воде или масле).

Задачи: достижение высокой твердости, прочности, а следовательно, износостойкости стали. При  использовании этого метода образуется неравновесная структура, требующая последующего отпуска.


Отпуск

Нагрев металла от +150...+260 °С до +370...650 °С, выдержка, медленное охлаждение на воздухе.

Задачи: повышение пластичности и уменьшение хрупкости мартенситной структуры при сохранении уровня прочности, освобождение от напряжения.


Выделяются следующие типы закалки:

  • Холодная закалка (+30...+80 °С): для термического улучшения деталей свободной ковки и объемной штамповки, закалки ручных инструментов, листовых и винтовых пружин, высокопрочных болтов, гаек, подкладных шайб и т.п.
  • Горячая закалка (+165...+220 °С): для закалки деталей высокой точности (например, деталей приводного механизма автомобилей), где необходимо исключить опасность искривления поверхности
  • Вакуумная закалка: для инструментальной, подшипниковой, жаропрочной, быстрорежущей стали

При термической обработке металлов и сплавов методом закалки очень важно учитывать температуру и продолжительность нагрева, а также скорость охлаждения.

В качестве рабочей среды в процессе закалки металла используются вода или специальное масло.


При закалке с применением масла на изделии образуется значительно меньше тепловых трещин, чем при закалке в воде.

Производство отечественных закалочных масел начало активно развиваться в конце 90-х годов. В настоящее время на российском рынке имеется целый ряд этих продуктов: от более простых и проверенных до дорогостоящих импортных, которые могут влиять на скорость охлаждения.

Закалочные масла позволяют получать стальные изделия с заданными значениями твердости, требуемой структуры и чистоты поверхности.

При выборе масла необходимо учитывать температуру его вспышки в открытом тигле. Она определяется качеством базового масла и должна быть на 30 ниже температуры общего процесса. Присадки вводятся в состав закалочного масла в целях повышения его эффективности или ускорения процесса отвода тепла.


Закалочные масла должны обладать следующими свойствами:

  • Высокая термическая и химическая стабильность (сохранение свойств в течение всего срока службы)
  • Хорошие моющие свойства (в масле накапливаются осадки, окалина с поверхности деталей)
  • Высокая стойкость к испарению (использование в открытых закалочных резервуарах)
  • Хорошие антипенные свойства (сильное завихрение горячего масла в закалочных резервуарах)
  • Определенный уровень вязкости (зависит от температуры закалки и влияет на потери масла при извлечении деталей из резервуаров)
  • Отсутствие воды (влияет на вспенивание масла)