Полымявая загартоўка сталі — працэс, мікраструктура, уласцівасці і прымяненне

Гартоўка полымем — гэта метад павярхоўнай тэрмічнай апрацоўкі, пры якім выбраная паверхня сталёвага кампанента хутка награваецца полымем да тэмпературы, якая дазваляе правесці аўстэнітызацыю, а затым інтэнсіўна астуджаецца. Калі хімічны склад і загартоўваемасць сталі адпаведныя, пасля астуджэння ў нагрэтым пласце ўтвараецца загартаваная структура, якая часцей за ўсё змяшчае мартэнсіт.
Працэс дазваляе атрымаць цвёрды і зносаўстойлівы верхні пласт, захоўваючы пры гэтым уласцівасці асновы, які не награваецца да тэмпературы аўстэнізацыі па ўсім папярочным сячэнні. Гэта дазваляе выкарыстоўваць полымявую загартоўку на валах, восях, шасцярнях, роліках, накіроўвалых, дарожках качэння, вялікіх колах, кампанентах машын і іншых дэталях, якія схільныя да павярхоўнага зносу.
Па сваім тэхналагічным прызначэнні полымявая гартоўка падобная да індукцыйнай гартоўкі. Прынцыповае адрозненне заключаецца ў спосабе падачы энергіі: пры полымявай гартоўцы паверхня награваецца полымем, тады як пры індукцыйнай гартоўцы энергія выпрацоўваецца ў матэрыяле пад уздзеяннем пераменнага электрамагнітнага поля.

Што такое полымявае загартаванне?

Пры загартоўцы полымем выкарыстоўваецца інтэнсіўная крыніца цяпла ў выглядзе полымя гарэлкі. Цеплавая энергія перадаецца ад паверхні да матэрыялу, а затым распаўсюджваецца ў дэталі праз цеплаправоднасць.
Мэта працэсу не ў награванні ўсяго папярочнага сячэння дэталі, а ў давядзенні пэўнага павярхоўнага пласта да стану, які дазваляе ўтварыцца аўстэніту. Пасля дасягнення адпаведнага цеплавога стану адбываецца хуткае астуджэнне.
Схематычна працэс можна прадставіць наступным чынам:

ПОЛЫМЯ → ХУТКІ НАГРЭЎ ПАВЕРХНІ → АЎСТЭНІТЫЗАЦЫЯ СЛОЮ → ХУТКАЕ АХАЛОДЖАННЕ → МАРТЭНСІТНЫ ЗАКАРТАНАНЫ СЛОЙ

Асяродак кампанента можа заставацца ніжэй за тэмпературу аўстэнітызацыі, тым самым захоўваючы большую частку сваёй папярэдняй мікраструктуры і механічных уласцівасцей.

Этапы загартоўкі полымем

Працэс уключае ў сябе некалькі ўзаемазвязаных тэхналагічных этапаў:

1. Падрыхтоўка элемента – праверка матэрыялу, стану паверхні, геаметрыі і папярэдняй тэрмічнай апрацоўкі.
2. Налада гарэлкі – выбар тыпу гарэлкі, адлегласці, вугла і плошчы нагрэву.
3. Павярхоўнае ацяпленне – інтэнсіўная падача энергіі да абранай часткі элемента.
4. Аўстэнізацыя пласта – стварэнне ўмоў у неабходнай зоне, якія спрыяюць утварэнню аўстэніту.
5. Хуткае астуджэнне – адвод цяпла з хуткасцю, якая дазваляе атрымаць неабходную мікраструктуру.
6. Утварэнне зацвярдзелага пласта – у правільна падабранай сталі ствараецца цвёрдая загартоўвальная структура.
7. Кантроль якасці – вымярэнне цвёрдасці, глыбіні пласта, мікраструктуры і кантроль расколін і дэфармацый.

Падрыхтоўка паверхні перад полымем

Стан паверхні мае вырашальнае значэнне для раўнамернага нагрэву. Забруджванне, тоўстыя пласты акаліны, алеяў або іншых рэшткаў працэсу могуць ускладніць кіраванне працэсам і паўплываць на цеплаперадачу.
Перад зацвярдзеннем паверхні можа спатрэбіцца:

• абястлушчванне,
• выдаленне друзлай іржы і акаліны,
• механічная ачыстка,
• агляд паверхні на наяўнасць расколін і пашкоджанняў,
• праверка геаметрыі зоны, якая падлягае ўмацоўванню.

Аднак гэта не азначае, што кожную дэталь трэба апрацоўваць пяском або паліраваць. Падрыхтоўка паверхні павінна грунтавацца на яе рэальным стане і тэхналагічных патрабаваннях.

Награванне з дапамогай полымя

Для нагрэву выкарыстоўваюцца адпаведна сканфігураваныя газавыя гарэлкі. Канструкцыя гарэлкі і колькасць фарсунак могуць быць адаптаваныя да геаметрыі апрацоўванай паверхні.
У залежнасці ад устаноўкі, розныя газападобныя віды паліва выкарыстоўваюцца разам з кіслародам. Мэта сістэмы — дасягнуць інтэнсіўнага і максімальна раўнамернага цеплавога патоку ў патрэбнай зоне.
На хуткасць нагрэву ўплываюць, сярод іншага:

• тып паліва і ўмовы гарэння,
• цеплавая магутнасць гарэлкі,
• колькасць і размяшчэнне фарсунак,
• адлегласць гарэлкі ад паверхні,
• кут гарэлкі,
• хуткасць руху гарэлкі або элемента,
• геаметрыя дэталі,
• таўшчыня элемента,
• цеплаправоднасць матэрыялу,
• пачатковая тэмпература элемента.

Аўстэнізацыя падчас полымявай гартоўкі

Умовай атрымання класічнага загартаванага пласта з'яўляецца давядзенне абранага ўчастка сталі да тэмпературы, пры якой можа ўтварыцца адпаведная колькасць аўстэніту.
У гіпаэўтэктоідных сталях тэмпература з'яўляецца важным арыенцірам. Ac3, звязана з завяршэннем ператварэння аўстэніту падчас награвання. Аднак фактычная тэмпература працэсу павінна быць выбрана ў залежнасці ад канкрэтнай маркі, хуткасці награвання і неабходнай мікраструктуры.
Такім чынам, не варта выкарыстоўваць адну універсальную тэмпературу загартоўкі полымем для ўсіх сталей.
Занадта нізкая тэмпература можа прывесці да няпоўнай аўстэнітызацыі і недастатковай цвёрдасці пасля астуджэння. Занадта высокая тэмпература або занадта доўгі нагрэў аднак яны могуць прывесці да перагрэву пласта, неспрыяльных змен памеру зерня, павелічэння глыбіні зоны цеплавога ўздзеяння і большай рызыкі дэфармацыі.

Чаму час размінкі так важны?

Падчас полымявай гартоўкі цяпло падаецца на паверхню, а затым праводзіцца ў матэрыял. Гэта азначае, што працягласць уздзеяння полымя непасрэдна ўплывае на глыбіню нагрэтага пласта.
Занадта кароткі час можа не забяспечыць належнай аўстэнітызацыі. Аднак занадта доўгі час нагрэву прыводзіць да таго, што цяпло пранікае глыбей у стрыжань і можа прывесці да ўтварэння пласта глыбейшага, чым патрабуецца.
Такім чынам, эфект працэсу вызначаецца спалучэннем:

ТЭМПЕРАТУРА + ІНТЭНСІЎНАСЦЬ НАГРЭВУ + ЧАС + ГЕАМЕТРЫЯ + АХАЛОДЖАННЕ

Астуджэнне пасля нагрэву полымем

Пасля аўстэнітацыі нагрэты пласт неабходна астудзіць з хуткасцю, дастатковай для атрымання неабходнай структуры зацвярдзення.
У залежнасці ад маркі сталі, памераў кампанентаў і тэхналогіі могуць выкарыстоўвацца розныя сістэмы астуджэння. На практыцы асабліва важныя сістэмы распылення, якія дазваляюць пачаць астуджэнне адразу пасля праходжання праз зону нагрэву.
У якасці астуджальных носьбітаў можна выкарыстоўваць:

• вада,
• водныя палімерныя растворы,
• іншыя носьбіты, выбраныя для канкрэтнага матэрыялу і працэсу.

Не кожнае асяроддзе падыходзіць для кожнага віду. Інтэнсіўнасць астуджэння павінна забяспечваць неабходнае пераўтварэнне, адначасова абмяжоўваючы рызыку расколін, празмернага напружання і дэфармацыі.

Што адбываецца ў пласце падчас астывання?

Пасля належнай аўстэнітызацыі і дастаткова хуткага астуджэння аўстэніт у павярхоўным пласце можа ператварыцца ў асноўным у мартэнсіт.
Мартэнсіт характарызуецца высокай цвёрдасцю, што надае паверхні павышаную ўстойлівасць да многіх механізмаў зносу.
У залежнасці ад матэрыялу і параметраў, мікраструктура можа таксама ўтрымліваць іншыя кампаненты і рэшткі аўстэніту. Таму фактычную структуру нельга вызначаць выключна на падставе інфармацыі аб тым, што кампанент быў загартаваны полымем.

Структура папярочнага сячэння пасля полымявага загартавання

Для спрашчэння папярочны сячэнне правільна апрацаванага элемента можна падзяліць на тры вобласці:

ЗАЦВЕРДЖАНЫ СЛОЙ → ПЕРАХОДНАЯ ЗОНА → АСЯРОД

Глыбіня зацвярдзелага пласта

Глыбіня пласта, атрыманага падчас полымявай загартоўкі, не з'яўляецца пастаяннай характарыстыкай гэтага метаду. Яна з'яўляецца вынікам усяго тэрмічнага цыклу.

На яго ў першую чаргу ўплываюць:

• магутнасць і характарыстыкі гарэлкі,
• час размінкі,
• хуткасць руху,
• адлегласць гарэлкі ад паверхні,
• геаметрыя і памер элемента,
• цеплаправоднасць у матэрыяле,
• пачатковая тэмпература,
• хімічны склад сталі,
• нораў,
• стан мікраструктуры перад пачаткам працэсу,
• інтэнсіўнасць астуджэння.

Па гэтай прычыне для полымявага загартоўвання не варта прызначаць адну універсальную глыбіню пласта.

Профіль цвёрдасці пасля загартоўкі полымем

Цвёрдасць не змяняецца рэзка на мяжы паміж пластом і ядром. У рэальным элеменце існуе профіль цвёрдасці у залежнасці ад максімальнай тэмпературы, дасягнутай на пэўнай глыбіні, і ад наступнай хуткасці астуджэння.
Найвышэйшая цвёрдасць звычайна дасягаецца ў належным чынам загартаванай частцы павярхоўнага пласта. Далей ідзе пераходная зона, пасля якой дасягаюцца ўласцівасці, характэрныя для асяродку.
Таму пры ацэнцы якасці працэсу важна не толькі вымяраць цвёрдасць на самой паверхні, але і вызначаць профіль цвёрдасці ў глыбіні матэрыялу.

Якія сталі можна загартоўваць у агні?

Загартоўка полымем не ўзбагачае паверхню вугляродам. Гэта азначае, што матэрыял павінен мець хімічны склад перад працэсам, які дазваляе яму дасягнуць неабходнай цвёрдасці пасля загартоўкі.
Змест мае першараднае значэнне вугальНа практыцы для павярхоўнага полымявага загартоўвання часта выкарыстоўваюцца сярэдневугляродзістыя сталі і легаваныя сталі, прызначаныя для загартоўкі і тэрмічнай апрацоўкі.
Аднак дыяпазон 0,3–0,6% C не варта лічыць абсалютнай тэхналагічнай мяжой. Магчымасць атрымання патрэбнага пласта таксама залежыць ад легіруючых элементаў, загартоўванасці, геаметрыі дэталі, інтэнсіўнасці астуджэння і неабходнай цвёрдасці.

Важнасць утрымання вугляроду

змест вугаль моцна ўплывае на дасягальную цвёрдасць мартэнсіту. Сталі з вельмі нізкім утрыманнем вугляроду не дасягнуць высокай павярхоўнай цвёрдасці толькі за кошт хуткага награвання і астуджэння.
Гэта прынцыповае адрозненне ў параўнанні з цэментацыя, падчас якога ўтрыманне вугляроду ў павярхоўным пласце наўмысна павялічваецца перад наступным зацвярдзеннем.

Уплыў легіруючых элементаў

Акрамя вугляроду, на паводзіны сталі падчас загартоўкі ўплываюць легіруючыя элементы, якія змяняюць, сярод іншага, загартоўвальнасць і кінетыку ператварэнняў аўстэніту.
Сярод іншага, важнымі могуць быць наступныя рэчы: хром, марганец, малібдэн, нікель, ванадый i крэмній.
Аднак уплыў элементаў нельга звесці да простага сцвярджэння, што кожнае легіруючае даданне павялічвае цвёрдасць паверхні. Асобныя элементы ўплываюць на розныя ўласцівасці матэрыялу і працэс тэрмічнай апрацоўкі.

Прыклады сталей для загартоўкі ў полымя

Для паверхневага загартоўвання полымем можна выкарыстоўваць розныя віды сталі, якія дазваляюць дасягнуць патрэбнай структуры пасля аўстэнітызацыі і хуткага астуджэння. Выбар заўсёды павінен грунтавацца на дакументацыі на матэрыял і патрабаваннях да канкрэтнага кампанента.

Гэты спіс прыведзены толькі для ілюстрацыі. Сам факт прыналежнасці сталі да пэўнай групы не азначае аўтаматычна, што полымявая загартоўка з'яўляецца аптымальным метадам для кожнага кампанента, вырабленага з гэтага матэрыялу.

Полымявая загартоўка сталі C45

C45 (1.0503 г.) з'яўляецца адным з класічных прыкладаў сярэдневугляродзістых канструкцыйных сталей, якія можна павярхоўна загартоўваць. Утрыманне вугляроду дазваляе мартэнсітнаму пласту значна загартоўвацца, у той час як асяродак захоўвае ўласцівасці, атрыманыя ў выніку папярэдняй апрацоўкі.
Сталь C45 выкарыстоўваецца для валаў, восяў, штыфтоў, колаў і іншых дэталяў машын. Фактычная цвёрдасць і глыбіня пласта пасля полымявай загартоўкі залежаць ад зыходнага стану матэрыялу, параметраў нагрэву, памераў дэталі і ўмоў астуджэння.

Полымявая загартоўка легаваных сталей

Легаваныя сталі могуць праяўляць большую пракаліваемасць, чым прамыя вугляродзістыя сталі. Гэта дазваляе пры адпаведных умовах дасягнуць патрэбнай структуры з рознай хуткасцю астуджэння або на большай глыбіні.
Аднак гэта не азначае, што кожная легаваная сталь з'яўляецца добрым кандыдатам для полымявай загартоўкі. Для матэрыялаў, прызначаных у першую чаргу для цэментацыі, азотавання або іншых спецыялізаваных тэхналогій, варта ўлічваць увесь запланаваны цыкл тэрмічнай апрацоўкі.
Прыкладам матэрыялу, які выкарыстоўваецца ў складаных цыклах апрацоўкі паверхні, можа служыць 38HMJАднак гэта ў першую чаргу сталь, якая асацыюецца з азотаваннем, таму яе не варта прадстаўляць як універсальны эталонны клас для полымявай загартоўкі.

Полымявая загартоўка раней тэрмічна апрацаваных элементаў

Павярхоўнае ўмацаванне можна выконваць на кампанентах, асноўная частка якіх раней набыла неабходныя ўласцівасці ў працэсе. цеплавое паляпшэнне.
Гэта дазваляе дасягнуць спрыяльнага размяшчэння:

• трывалае і адносна пластычнае ядро,
• цвёрды павярхоўны пласт,
• павышаная ўстойлівасць паверхні да зносу,
• здольнасць элемента вытрымліваць значныя механічныя нагрузкі.

Такое размяшчэнне ўласцівасцей асабліва карысна для валаў, восяў, шыйных цапф, вялікіх колаў і іншых кампанентаў машын.

Метады загартоўкі полымем

Працэс можа ажыццяўляцца па-рознаму ў залежнасці ад геаметрыі і памеру элемента.

Стацыянарнае загартоўванне

Гарэлка награвае пэўную вобласць паверхні, не перамяшчаючы зону нагрэву пастаянна ўздоўж усяго кампанента. Пасля дасягнення патрэбнай тэмпературы адбываецца астуджэнне.
Метад можа быць выкарыстаны для лакальнага ўмацавання пэўных паверхняў або частак элементаў.

Паступовае зацвярдзенне

Гарэлка рухаецца адносна элемента, або элемент рухаецца адносна гарэлкі. За зонай нагрэву знаходзіцца зона астуджэння.
Гэты працэс карысны для ўмацавання доўгіх паверхняў, такіх як:

• набярэжныя,
• гіды,
• бегавыя дарожкі,
• доўгія працоўныя паверхні.

Ратацыйная загартоўка

Элемент круціцца адносна сістэмы гарэлкі, што забяспечвае раўнамерны нагрэў перыферыйнай паверхні. Гэта рашэнне можна выкарыстоўваць, сярод іншага, для валаў, ролікаў і іншых восевасіметрычных дэталяў.

Умацаванне контуру

Для больш складаных кампанентаў канструкцыя гарэлкі можа быць адаптавана да формы паверхні. Працэс патрабуе асабліва ўважлівага кантролю размеркавання тэмпературы, бо вуглы, краю і змены папярочнага сячэння могуць награвацца інакш, чым плоскія або цыліндрычныя паверхні.

Полымявая загартоўка зубчастых колаў

Зубчастыя колы падвяргаюцца ўздзеянню высокага кантактнага ціску, трэння і зменных нагрузак. Павелічэнне цвёрдасці паверхняў зуб'яў можа палепшыць іх зносаўстойлівасць.
Аднак загартоўка зубчастых колаў полымем патрабуе дакладнага кантролю працэсу. Вядро, бакавая паверхня і аснова зуба маюць розную геаметрыю і ўмовы цеплааддачы, што можа прывесці да нераўнамернага нагрэву.
Такім чынам, выбар гарэлкі, спосаб вядзення полымя, час нагрэву і астуджэння мае фундаментальнае значэнне для атрымання адпаведнага профілю пласта.

Гартоўка полымем валаў, восяў і шыйак

Валы і восі — тыповыя кампаненты, для якіх павярхоўнае ўмацаванне можа быць тэхналагічна выгадным. Паверхні шыпак і зоны, якія спалучаюцца з падшыпнікамі або іншымі кампанентамі, могуць патрабаваць высокай зносаўстойлівасці, у той час як стрыжань павінен захоўваць здольнасць вытрымліваць нагрузкі на выгіб і кручэнне.
У залежнасці ад даўжыні і дыяметра элемента можна выкарыстоўваць ратацыйны нагрэў, паступовы нагрэў або адпаведна распрацаваную камбінацыю рухаў гарэлкі і элемента.

Гартоўка агнём буйных кампанентаў

Адной з істотных пераваг тэхналогіі полымя з'яўляецца магчымасць лакальнай апрацоўкі буйных дэталяў, для якіх нагрэў усяго аб'ёму быў бы складаным, энергаёмісты або непатрэбным.
Сярод іншага, гэта ўключае ў сябе:

• вялікія шасцярні,
• бегавая дарожка,
• ролікі,
• гіды,
• валы вялікага памеру,
• лакальныя рабочыя паверхні буйных дэталяў машын.

Цвёрдасць пасля загартоўкі полымем

Няма адзінага характэрнага значэння цвёрдасці пасля загартоўкі ў полымя. Цвёрдасць залежыць у першую чаргу ад хімічнага складу сталі і структуры, якая дасягаецца падчас астуджэння.
На яго ўплываюць:

• утрыманне вугляроду,
• склад сплаву,
• выходная мікраструктура,
• тэмпература і час нагрэву,
• ступень аўстэнізацыі,
• хуткасць астуджэння,
• глыбіня вымярэння,
• любыя наступныя адпускаць.

Такім чынам, такія значэнні, як «50-62 HRC», могуць падыходзіць для канкрэтных матэрыялаў і працэсаў, але не павінны прадстаўляцца як агульная ўласцівасць кожнага кампанента, загартаванага полымем.

Адпачынак пасля загартоўкі полымем

Пасля зацвярдзення паверхні можна выкарыстоўваць адпускацьЯго мэтай можа быць зніжэнне напружанняў і рэгуляванне цвёрдасці і супраціўлення разбурэнню ў залежнасці ад умоў эксплуатацыі кампанента.
Аднак, нельга аўтаматычна меркаваць, што для ўсіх сталей выкарыстоўваецца адзін дыяпазон тэмператур, напрыклад, 150–250°C. Тэмпература і час адпуску павінны вызначацца тыпам матэрыялу, неабходнай цвёрдасцю пласта і ўмовамі эксплуатацыі.

Рэшткавыя напружанні і дэфармацыі

Загартоўка полымем памяншае аб'ём матэрыялу, які падвяргаецца аўстэнітызацыі, але не ліквідуе напружанні, якія ўзнікаюць пры загартоўцы. У пласце і пераходнай зоне адначасова адбываюцца наступныя працэсы:

• вялікія градыенты тэмператур,
• цеплавое пашырэнне і сцісканне,
• змены аб'ёму, звязаныя са зменамі фазы,
• адрозненні паміж паводзінамі пласта і ядра.

Няправільнае выкананне працэсу можа прывесці да дэфармацыі або расколін. Гэтая рызыка асабліва значная паблізу рэзкіх змен папярочнага сячэння, адтулін, пазов, кутоў і іншых канцэнтратараў напружанняў.

Уплыў полымявага загартоўвання на зносаўстойлівасць

Павелічэнне цвёрдасці паверхні можа значна палепшыць устойлівасць да пэўных механізмаў зносу, асабліва калі паверхня трэннем узаемадзейнічае з іншым кампанентам.
Аднак рэальная трываласць залежыць не толькі ад цвёрдасці. Пэўную ролю адыгрываюць і наступныя фактары:

• мікраструктура пласта,
• глыбіня зацвярдзення,
• шурпатасць паверхні,
• тып кантакту,
• адзінкавы ціск,
• змазка,
• рабочая тэмпература,
• стан рэшткавых напружанняў.

Такім чынам, большая цвёрдасць не азначае аўтаматычна прапарцыйна большую трываласць ва ўсіх умовах эксплуатацыі.

Уплыў на тэрмін службы пры знясіленні

Правільна выкананае павярхоўнае ўмацаванне можа станоўча паўплываць на прадукцыйнасць кампанентаў пры зменных нагрузках. Аднак вынік залежыць ад якасці пласта, яго глыбіні, стану паверхні, размеркавання рэшткавых напружанняў і геаметрыі кампанента.
Расколіны, перагрэў, разрывы слаёў або няправільная пераходная зона могуць мець адваротны эфект і скарачаць тэрмін службы.

Гартоўка полымем і індукцыйная гартоўка

Гартаванне полымем і аб'ёмнае гартаванне

Падчас аб'ёмнае ўмацаванне Мэта складаецца ў тым, каб нагрэць значную частку або ўсё папярочнае сячэнне элемента да адпаведнага дыяпазону аўстэнітызацыі, а затым астудзіць яго.
Загартоўка полымем у першую чаргу аўстэнізуе павярхоўны пласт. Гэта захоўвае іншыя асноўныя ўласцівасці і памяншае колькасць матэрыялу, які падвяргаецца хуткім тэрмічным цыклам.

Гартоўка полымем і цэментацыя

Цубюрызацыя — гэта тэрмахімічны працэс. Падчас цэментацыі павярхоўны пласт узбагачаецца вугляродам, а затым падвяргаецца адпаведнай тэрмічнай апрацоўцы.
Гартаванне полымем не прадугледжвае наўмыснага ўзбагачэння паверхні вугляродам. Таму матэрыял павінен мець склад, які дазваляе яму дасягнуць неабходнай цвёрдасці перад пачаткам працэсу.

Гартоўка полымем і азатаванне

Азатаванне выкарыстоўвае дыфузію азоту ў паверхню матэрыялу і прыводзіць да ўтварэння пласта, які адрозніваецца ад мартэнсітнага пласта пасля полымявай загартоўкі.
Азатаванне не патрабуе класічнага загартоўвання пласта адразу пасля насычэння азотам, у той час як полымявае загартоўванне заснавана на аўстэнітызацыі і хуткім астуджэнні паверхні.

Параўнанне метадаў паверхневага ўмацавання

Перавагі загартоўкі полымем

• Магчымасць лакальнай апрацоўкі – загартоўваюцца толькі паверхні, якія патрабуюць падвышанай цвёрдасці.
• Захаванне асноўных уласцівасцей – стрыжань не павінен падвяргацца поўнай аўстэнітызацыі.
• Магчымасць апрацоўкі буйных элементаў – метад можа выкарыстоўвацца там, дзе поўны нагрэў дэталі быў бы абцяжараны або неапраўданы.
• Адносна просты прынцып працэсу – крыніцай цяпла з'яўляецца гарэлка, без неабходнасці індукаваць токі ў матэрыяле.
• Магчымасць умацавання паверхняў рознай формы – з адпаведным выбарам гарэлак і спосабам правядзення працэсу.
• Высокая цвёрдасць паверхні – магчыма ў адпаведна падабраных сталях.
• Павышаная зносаўстойлівасць – у выніку ўтварэння цвёрдага павярхоўнага пласта.

Абмежаванні полымявай загартоўкі

• складаней кантраляваць вельмі дакладнае размеркаванне тэмпературы, чым у добра распрацаваным індукцыйным працэсе,
• рызыка перагрэву паверхняў і краёў,
• магчымасць стварэння неаднароднай глыбіні пласта,
• рызыка расколін і дэфармацый пры зацвярдзенні,
• неабходнасць правільнага выбару сталі,
• вялікі ўплыў хуткасці паходні і яе адлегласці ад паверхні,
• магчымасць акіслення паверхні падчас награвання,
• неабходнасць дакладнай сінхранізацыі нагрэву і астуджэння.

Найбольш распаўсюджаныя памылкі падчас полымявай загартоўкі

• Тэмпература паверхні занадта нізкая – няпоўная аўстэнізацыя і занадта нізкая цвёрдасць.
• Перагрэў – магчымасць пагаршэння мікраструктуры і павелічэння дэфармацыі.
• Рух гарэлкі занадта павольны – празмерны нагрэў і занадта глыбокая зона цеплавога ўздзеяння.
• Рухацца занадта хутка – недастатковая аўстэнізацыя.
• Нераўнамерная адлегласць паміж гарэлкамі – розніцы ў тэмпературы і глыбіні пласта.
• Няправільнае астуджэнне – адсутнасць неабходнай канструкцыі або празмерныя напружанні і расколіны.
• Загартоўка сталі з няправільным складам – немагчымасць атрымання чаканай цвёрдасці.
• Неўлік геаметрыі – лакальны перагрэў кутоў, краёў і змены папярочнага сячэння.

Кантроль якасці пасля загартоўкі полымем

Праверка гатовага вырабу можа ўключаць:

• вымярэнне цвёрдасці паверхні,
• вызначэнне профілю цвёрдасці ў глыбіні матэрыялу,
• ацэнка глыбіні зацвярдзелага пласта,
• даследаванні мікраструктуры,
• кантроль аднастайнасці пласта,
• праверка на наяўнасць паверхневых расколін,
• кантроль памераў і ацэнка дэфармацыі,
• кантроль стану паверхні.

У крытычных элементах асабліва важна праверыць не толькі максімальную цвёрдасць, але і пераход паміж загартаваны пластом і стрыжнем.

Прымяненне полымявай загартоўкі

Метад выкарыстоўваецца ў асноўным там, дзе паверхня элемента патрабуе падвышанай цвёрдасці і зносаўстойлівасці, але поўнае ўмацаванне ўсяго папярочнага сячэння не патрабуецца або было б нявыгадным.

Машынабудаўнічая прамысловасць

• валы і восі,
• павароты,
• шасцярні,
• кулачкі,
• гіды,
• рулеты,
• бегавыя дарожкі,
• слізгальныя элементы.

Аўтамабільная прамысловасць

• выбраныя паверхні насыпу,
• кампаненты прывада і трансмісіі,
• штыфты і ўтулкі,
• кампаненты механізму, якія падвяргаюцца зносу.

Будаўніцтва чыгунак і цяжкага машынабудавання

• выбраныя паверхні колаў і элементаў качэння,
• вялікія шасцярні,
• гіды,
• буйныя элементы машын, якія патрабуюць лакальнага ўмацавання.

Машыны rolnicze

• шпількі,
• набярэжныя,
• рулеты,
• асобныя рабочыя дэталі, якія падвяргаюцца зносу.

Гартоўка полымем – найважнейшыя параметры працэсу

Гартоўка полымем - найважнейшая інфармацыя

Гартоўка полымем — гэта метад павярхоўнай тэрмічнай апрацоўкі, які дазваляе лакальна павялічыць цвёрдасць сталі без неабходнасці аўстэнізацыі ўсяго папярочнага сячэння дэталі. Паверхня хутка награваецца полымем, а затым астуджаецца з хуткасцю, дастатковай для стварэння неабходнай структуры загартоўкі.
У правільна падабранай сталі гэта дазваляе атрымаць цвёрды і зносаўстойлівы павярхоўны пласт, захоўваючы пры гэтым асноўныя ўласцівасці, якія вынікаюць з яе складу і папярэдняй тэрмічнай апрацоўкі.
Вынік працэсу не вызначаецца адной універсальнай тэмпературай або ўтрыманнем вугляроду. Хімічны склад, загартоўваемасць, пачатковая мікраструктура, магутнасць гарэлкі, час нагрэву, хуткасць падачы, геаметрыя кампанента і інтэнсіўнасць астуджэння — усё гэта адыгрывае ролю.
У параўнанні з індукцыйнай загартоўкай, полымявая загартоўка выкарыстоўвае іншую крыніцу энергіі і прапануе розныя характарыстыкі кіравання працэсам, але абедзве тэхналогіі ствараюць лакалізаваны загартаваны пласт без наўмыснага ўзбагачэння паверхні хімічнымі элементамі. Полымявая загартоўка застаецца асабліва карыснай для апрацоўкі вялікіх дэталяў і паверхняў, дзе лакалізаваны нагрэў тэхналагічна больш выгадны, чым загартоўка ўсяго папярочнага сячэння.

Метады тэрмічнай і тэрмахімічнай апрацоўкі сталі

Гартоўка полымем — гэта толькі адзін з працэсаў, якія выкарыстоўваюцца для змены мікраструктуры і ўласцівасцей сталі. У залежнасці ад жаданага эфекту таксама выкарыстоўваюцца нармалізацыя, зняцце напружання, загартоўка, адпачынак і тэрмахімічныя працэсы, такія як цэментацыя, азатаванне і іншыя.

Метады тэрмічнай апрацоўкі сталі

• Нармалізацыя сталі – здрабненне зерня і аб'яднанне мікраструктуры.
• Адпал для зняцця напружання – зніжэнне рэшткавых напружанняў.
• Размякчэнне сталі – зніжэнне цвёрдасці і паляпшэнне ўспрымальнасці да далейшай апрацоўкі.
• Поўны адпал – аўстэнізацыя і павольнае астуджэнне.
• Ізатэрмічны адпал – пераўтварэнне, якое праводзіцца пры вытрымцы пры правільна падабранай тэмпературы.
• Шарыкавы адпал – сфераідаізацыя – змяненне марфалогіі цэментыту або іншых карбідаў.
• Рэкрышталізацыйны адпал – ліквідацыя наступстваў драбнення і аднаўленне пластычнасці.
• Гамагенізацыйны адпал – памяншэнне сегрэгацыі і гамагенізацыя складу матэрыялу.
• Загартоўка і тэрмічная апрацоўка – фармаванне мікраструктуры і ўласцівасцей шляхам загартоўкі і адпуску.
• Загартоўка сталі – кантраляваная мадыфікацыя ўласцівасцей сталі пасля загартоўкі.
• Індукцыйная загартоўка – павярхоўны індукцыйны нагрэў і хуткае астуджэнне.
• Гартоўка полымем – павярхоўнае ўмацаванне пасля лакальнага награвання полымем.
• Перанасычэнне – атрыманне перасычанага цвёрдага раствора шляхам адпаведнага тэрмічнага цыклу.
• Старэнне – кантраляванае фазавае падзеленне, якое прыводзіць да ўмацавання матэрыялу.

Метады тэрмахімічнай апрацоўкі сталі

• Азатаванне сталі – дыфузійнае ўзбагачэнне паверхневага пласта азотам.
• Цубрызацыя сталі – дыфузійнае ўзбагачэнне паверхні вугляродам.
• Нітракарбанітраванне – адначасовае ўзбагачэнне паверхневага пласта вугляродам і азотам.
• Нітрацэментацыя / нітрацэментацыя – узбагачэнне пласта ў першую чаргу азотам і вугляродам.
• Бурэнне – дыфузійнае насычэнне паверхні борам.
• Дыфузійнае храмаванне – дыфузійнае ўзбагачэнне пласта хромам.
• Дыфузійнае алюмінаванне – дыфузійнае ўзбагачэнне пласта алюмініем.