Сл.9. Другой путь уменьшения изменений размеров изделий при закалке – использование замедленного охлаждения в мартенситном интервале, чтобы получить существенное развитие процессов самоотпуска мартенсита. Это приводит к снижению содержания углерода в мартенсите и уменьшению его удельного объема.

А.П. Гуляев предложил следующий подход к выбору режимов закалки, обеспечивающих уменьшение изменений размеров изделий из высокоуглеродистых легированных сталей. Температуру закалки необходимо повысить, чтобы более полно растворить карбиды. Это приводит к увеличению содержания углерода и легирующих элементов в аустените и снижению температурного интервала мартенситного превращения, что вызовет рост количества остаточного аустенита. Но одновременно повышается содержание углерода в мартенсите, и удельный объем последнего становится больше. Поэтому только повышение температуры аустенитизации может не привести к уменьшению деформации изделия. Для получения нужного эффекта следует дополнительно осуществить при закалке замедленное охлаждение в районе мартенситного интервала, чтобы произошел самоотпуск мартенсита и содержание углерода в нем снизилось.

Сл.10. Если сталь, содержащую 1.22% С, 0.59 % Cr и 1.44 % Mn, подвергнуть обычной закалке с 800 °С в масле, то в ней будет получено 18 % остаточного аустенита, а изменение линейных размеров ∆L составит +0,11%. После закалки по режиму: аустенитизация при 890 °С, охлаждение в селитре до 200 °С с последующей 30-минутной выдержкой количество остаточного аустенита увеличивается до 32 %, а ∆L уменьшается до +0,01 %.

При разработке режимов бездеформационной закалки следует учитывать, что увеличение количества остаточного аустенита приводит к снижению твердости закаленной стали. Кроме того, известно, что остаточный аустенит может самопроизвольно разлагаться в процессе эксплуатации. Поэтому в каждом конкретном случае следует решать, целесообразно ли использование такой обработки.

Сл.11. Поверхностная закалка

При поверхностной закалке на некоторую глубину закаливают лишь наружные слои изделия, а его сердцевина остается незакаленной. Для этого осуществляют быстрый нагрев поверхностного слоя в результате чего возникает температурный градиент по сечению изделия. При последующем охлаждении со скоростью, большей верхней критической скорости закалки, в том слое, который оказался нагретым до аустенитного состояния, происходит образование мартенситной структуры.

Поверхностную закалку проводят в целях получения высокой твердости поверхностных слоев изделий при сохранении вязкой сердцевины. В этом случае изделие будет иметь повышенную износостойкость и хорошо противостоять динамическим нагрузкам. Поверхностная закалка обеспечивает также увеличение усталостной прочности. При такой закалке используют различные виды нагрева: индукционный и лазерный, контактный электронагрев, нагрев пламенем газовой горелки, нагрев в электролите.

Сл.12. Закалка из межкритического интервала

Эта разновидность закалки применяется при термической обработке доэвтектоидных сталей. Ее отличие от обычной закалки заключается в том, что сталь подвергают нагреву до температур, превышающих точку А_с1, но ниже точки А_с3. При таком нагреве формируется двухфазная структура, состоящая из феррита и аустенита. При последующем быстром охлаждении аустенит претерпевает превращение в мартенсит. Так как часть феррита при нагреве не испытывает полиморфного превращения, то этот вид обработки можно определить как неполную закалку. После закалки из межкритического интервала прочность сталей меньше, чем после нормальной закалки с нагревом выше A_c3.Тем не менее ее использование в ряде случаев позволяет получить благоприятный комплекс механических свойств.