Закаливаемость - это способность стали повышать твердость в результате закалки.

Определяется в первую очередь содержание в стали углерода. Легирующие элементы оказывают не большое влияние на закаливаемость.

Прокаливаемость - способность закаливаться на определенную глубину.

Определяется критическая скорость охлаждения, зависящая от состава сплава.

Диаметр заготовки, в центре которой после закалки в данном охладителе образуется полумартенситная структура, называется критическим диаметром, т.е. диаметром максимального сечения прокаливаемого в данном охладителе насквозь. Легированные стали прокаливаются на большую глубину, чем углеродистые. Прокаливаемость сильно повышают: Мn, Сг, Мо, В. Менее сильной, Si. Снижает: Со.

Особенно возрастает прокаливаемость при одновременном введении нескольких легированных элементов. Прокаливаемость даже одной и той же стали может колебаться в различных пределах в зависимости от химического состава, от размера и формы детали и от охлаждающей среды.

Прокаливаемость в воде больше, чем в масле. Желательно, чтобы прокаливаемость изделия была на всю глубину или по всему сечению, но в деталях, подвергающихся динамическим нагрузкам иногда необходима поверхностная твердость и вязкость сердцевины.

Поверхностная закалка

Состоит в нагреве поверхностного слоя стали с последующем охлаждением для получения высокой твердости и прочности в поверхностном слое в сочетании с вязкой сердцевиной. Нагрев производится токами высокой частоты, можно нагреть в расплаве металла и солей, пламенем горелки, лазером. Для поверхностной закалки ТВЧ подвергаются металлы с содержанием С до 0,4%.

После закалки и низкого отпуска получим HRC на поверхности 45 - 55, в сердцевине 25-30.         

Применяется поверхностная закалка для деталей, подвергающихся динамическим нагрузкам (шейки коленчатых валов, гильзы цилиндров и т.д.)

Дефекты закалки.

1) Недостаточная твердость (обуславливается либо недогревом, либо малой скоростью охлаждения).

2) Повышенная хрупкость (перегрев).

3) Пятнистость (наиболее мягкие места, когда твердость неравномерна).

4) Коробление, трещины (вызываются внутренними напряжениями).

При закалке сплав находится в неравновесном состоянии из - за внутренних напряжений. Для их снятия применяется отпуск.

Отпуск - это заключительный этап, состоящий из нагрева ниже точки Ас1 и последующего охлаждения.

При отпуске формируется окончательная структура стали, снимается внутреннее напряжение полностью или частично, структура становится равновесной. Отпуск приводит к снижению прочности и повышению пластичности и вязкости.

Виды отпуска:

1) Низкий. При t = 150 - 250^оС. На 1 стадии отпуска происходит перераспределение углерода, который выделяется из мартенсита в виде карбидных частиц Fе₃С, тетрагональность мартенсита снижается, структура мартенсит отпуска с меньшей тетрагональностью, чем мартенсит закалки. Целью отпуска является снижение внутренних напряжений, при сохранении твердости и износостойкости изделия.  Низкий отпуск применяется     для режущего инструмента и мерительного, для машиностроительных деталей, роликов, кулачков.

2) Средний отпуск. Производится при температуре 350–450^оС, при температуре 300–400^оС заканчивается выделение С из мартенсита. Мартенсит (М) превращается в феррит. Такую структуру обычно называют троститом отпуска. После среднего отпуска происходит снижение твердости на 1/3 часть, но
повышается предельная упругость, полностью снимаются внутренние напряжения. Применяется для деталей, подверженных действию ударных нагрузок (пружины, штамповый инструмент, упругие детали).

3) Высокий отпуск. Температура 550 – 650^оС. Структура - однородный сорбид отпуска с зернистым строением цементита. Применяется для достижения оптимальных свойств прочности, пластичности и вязкости. Область применения: для конструкционных сталей, детали, которые подвергаются
действию высоких напряжений и ударных нагрузок.

Улучшением называется сочетание закалки с последующим высоким отпуском.