11.1.3. Закалочные среды

Закалочная среда должна обеспечивать энергичное охлаждения стальных деталей в интервале наименьшей устойчивости аустенита и должна создавать минимальную скорость охлаждения в зоне мартенситного превращения ниже температуры 300 °С (рис. 11.8; табл. 11.9…11.12).

Практически наиболее часто применяются следующие закалочные среды: вода при температуре 15…25 °С; 8…10 %-ный водный раствор каустической соды (NaOH) и 10 %-ный водный раствор поваренной соли (NaCl) при температуре 15…25 °С; масла (веретенное 3 и машинное Л) при температуре 20…60 °С; закаливающая способность масла не уменьшается вплоть до120 °С.При изотермической закалке в качестве закалочных сред применяют расплавлены соли (табл. 11.13).

Сравнительная охлаждающая способность различных закалочных сред приведена ниже на рис. 11.8, 11.9 (табл. 11.14).

В качестве закалочных сред применяются также коллоидные растворы, например:

1. жидкое стекло с модулем 2,5…3,0 и удельным весом 1,12…1,2;

2. вода + (0,25…1,25 %) пленки альгината натрия;

3. воде + (10…25 %) ацетата кальция.

Таблица 11.9

Скорость охлаждения стали в различных закаливающих средах

Закаливающая среда	Скорость охлаждения в интервале температур, °С/сек
	650-550	300-200
Вода при 18 °С	600	270
Вода при 28 °С	500	270
Вода при 50 °С	100	270
Вода при 74 °С	30	200
10 % водный р-р едкого натра при 18 °С	1200	300
10 % водный р-р поваренной соли при 18 °С	1100	300
10 % водный р-р соды при 18 °С	800	270
10 % водный р-р серной кислоты при 18 °С	750	300
Вода дистиллированная	250	200
Эмульсия масла в воде	70	200
Мыльная вода	30	200
Минеральное машинное масло	150	30
Трансформаторное масло	120	25
Сплав 75 % Sn, 20 % Cd, (175 °С)	450	50
Медные плиты	60	30
Железные плиты	35	15

Таблица 11.10

Характеристика закалочных масел

Параметры физико-химических свойств	Автол 4-6	Веретенное		Машинное
		2	3	Л	С	СУ
Удельный вес, кг/дм^3	0,911	0,876-0,891	0,881-0,901	0,886-0,916	0,886-0,926	-
Вязкость при 50 °С а) кинематическая, мм^2/с б)соответствующая ей условная, °Е	25-29 3,5-4,0	12-14 2,0-2,2	19-23 2,8-3,2	29-33 4,0-4,5	41-53 5,5-7,0	45-57 6,0-7,5
Температура вспышки по Бренкену, °С не ниже	180	165	170	180	190	200
Температура застывания, °С не выше	-30	-30	-20	-15	-10	-20
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла не более	0,15	0,14	0,14	0,20	0,35	0,15

Таблица 11.11

Продолжительность и скорость охлаждения в масле

образца Ø 22,2 мм стали 20 с 845 °С

Вид закалки	Температура закалочного масла, °С	Продолжительность охлаждения τ (сек) и средняя скорость охлаждения υохл (град/сек) до температуры t, °С
		700		540		370		200
		τ	υохл	τ	υохл	τ	υохл	τ	υохл
Обычная Изотермическая (ступенчатая)	30 40 60 120 150 180 200 230	9,1 9,0 8,5 7,3 6,0 6,3 6,3 6,3	15,9 16,1 17,0 19,9 24,2 23,0 23,0 23,0	14,6 13,2 13,5 13,5 12,5 13,0 13,3 13,0	20,9 23,2 22,6 22,6 24,4 23,5 23,0 23,5	22,5 20,2 21,2 24,5 26,0 26,0 24,8 28,7	21,0 23,5 22,1 19,3 18,3 18,3 19,1 16,5	37,5 36,3 38,5 53,8 64,0 84,0 - -	17,2 17,8 16,8 12,0 10,1 7,7 - -

Таблица 11.12

Закалочные среды для изотермической закалки

Состав	Температура плавления, °С	Температура применения, °С
55 % KNO3+45 % NaNO 55 % KNO3+45 % NaNO2 55 % KNO3+45 % NaNO3 NaNO3 KNO3 100 % KOH (или NaOH)	137 221 218 317 337 360(322)	150-500 230-550 230-550 325-600 350-600 330-450

Таблица 11.13

Сравнительная охлаждающая способность закалочных сред

Закалочная среда		Относительная охлаждающая способность при температуре
		20 °С	60 °С	99 °С
Вода	Спокойная Проточная	1,0 1,01	0,44 0,46	0,07 0,08
Водный р-р NaCl	Спокойный 5 % Проточный 10 % Проточный	1,12 1,14 1,23	0,62 0,72 -	- 0,14 -
Водный р-р NaOH	Спокойный 5 % Проточный 10 % Проточный	1,17 1,20 1,20	0,78 0,90 -	- 0,20 -
Масло	Трансформаторное Минеральное (машинное, олеонафт и др.) Мазут Растительное (хлопковое, льняное и др.)	0,17 0,21-0,44 0,36 0,15-0,30	Повышается То же - -	-
Расплавленные соли	С циркуляцией	При 200° 0,28-0,30	-	-
Свинец	Спокойный	При 335° 0,05	-	-
Воздух	Спокойный	0,03	-	-