Кіріспе
Жылумен өңделгеннен кейін қатайтылған және қайта қатайтылған көміртекті болат. "Қатайтылған болат" термині көбінесе жылумен өңделген, содан кейін қатайтылған және қайта қатайтылған орташа немесе жоғары көміртекті болатты сипаттау үшін қолданылады. Қатайту нәтижесінде метастабильді мартенсит пайда болады, ал қайта қатайту кезінде оның мөлшері қажетті деңгейге дейін төмендетіледі. Бұл жағдай құралдар мен машина бөліктері сияқты дайын өнімдер үшін ең көп таралған. Керісінше, сол болат құрамы оттырғанда жұмсақ болады, бұл қалыптау және өңдеу үшін қажет. Болаттың температурасы мен құрамына байланысты, оны қатайтуға немесе жұмсартуға болады. Болатты қатайту үшін оны өте жоғары температураға дейін қыздыру қажет. Болаттың қаттылығының соңғы нәтижесі металдың құрамындағы көміртегінің мөлшеріне байланысты. Тек жоғары көміртекті болатты ғана қатайтуға және қайта қатайтуға болады. Егер металлдың құрамында жеткілікті көміртегі болмаса, оның кристалдық құрылымын өзгерту мүмкін емес, демек болаттың физикалық қасиеттерін өзгертуге болмайды. "Қатайту" термині көбінесе қайта қатайтылған болатпен байланысты. Екі процесс те болатты қатайту кезінде біріктіріліп қолданылады. Бұл екі кезеңді процесс болатты қатайтудан басталады, осылайша ол қатты болып, уақыт өте келе тозымайды. Алайда, көбінесе бұл процесс болатты өте хрупты етеді және пайдалану кезінде сынуға бейімдейді. Қайта қатайту, сондай-ақ, қатқылдатылған болаттың қаттылығын аздап төмендетеді, бірақ жалпы өнімді жақсартады, себебі нәтижесінде болат әлдеқайда аз сынық болады.
The term hardened steel is often used for a medium or high carbon steel that has been given heat treatment and then quenching followed by tempering. The quenching results in the formation of metastable martensite, the fraction of which is reduced to the desired amount during tempering. This is the most common state for finished articles such as tools and machine parts. In contrast, the same steel composition in annealed state is softer, as required for forming and machining. Depending on the temperature and composition of the steel, it can be hardened or softened. To make steel harder, it must be heated to very high temperatures. The final result of exactly how hard the steel becomes depends on the amount of carbon present in the metal. Only steel that is high in carbon can be hardened and tempered. If a metal does not contain the necessary quantity of carbon, then its crystalline structure cannot be broken, and therefore the physical makeup of the steel cannot be altered. Frequently, the term "hardening" is associated with tempered steel. Both processes are used hand in hand when hardening steel. The two part process begins with hardening the steel so that it becomes hard and does not wear over time. However, very often, this process leaves the steel very brittle and susceptible to breaking during use. Tempering reduces the hardness of the forged steel very slightly but improves the overall product as it results in steel that is much less brittle.
Қаттылау және қатаю
Қаттылау және қатаюдың екі негізгі процесін төрт негізгі қадамға бөлуге болады. Біріншіден, көміртекті болаттан жасалған деталь біртіндеп қыздырылып, қорытпаның критикалық температурасынан жоғары температураға дейін жеткізіледі. Содан кейін болат, әдетте, сумен немесе маймен сөндіріледі (бірақ тұзды су немесе натрий гидроксидінің ерітінділері сияқты басқа сөндірулер де кейде белгілі бір нәтижеге қол жеткізу үшін қолданылады). Болат енді берілген қорытпаның ең жоғары қаттылығына ие, бірақ жоғарыда айтылғандай, сонымен қатар жұққа да. Осы кезде, әдетте, қаттылық пен беріктіктің қажетті тепе-теңдігін алу үшін қатаю жүргізіледі. Болат біртіндеп қыздырылады, әдетте қорытпаның критикалық температурасынан едәуір төмен температурада, қалаған түстер пайда болғанша. Қатаю спектріндегі әртүрлі түстер қаттылық пен беріктіктің әртүрлі арақатынастарын көрсетеді, сондықтан әртүрлі қатаю деңгейлері әртүрлі қолданулар үшін қолайлы. Содан кейін болат қайтадан сөндіріліп, қалаулы деңгейде қатаю бекітіледі. Шебер темірші немесе металл өңдеуші тек қана қатаю түстерін мұқият бақылап, болаттан жасалған құралдың немесе бұйымның қасиеттерін қажеттілікке сәйкес дәл реттей алады. Бұл процестің көрнекі бейнеленуі түсінуді жеңілдетуі мүмкін.
Қаттыланған болат үшін сынау
Болатқа сырттан қарағанда оның қатаю және қайта қаталдандыру процесінен өткенін анықтау қиын, бірақ сенімді әрі қарапайым тәсіл бар. Болаттың бір бөлігін тексеру үшін қолмен аралап, таңдалған металдың жиегін аралаңыз. Егер болат бөлігі қатаю процесінен өтпеген болса, металл арасы үлгіге оңай "кіріп" кетеді. Егер металл қаталданған болса, ара үлгіге кесілмей, көзге көрінетін аз әсермен сырғып өтеді. Төмен көміртекті болаттан (0,5 – 1,5% көміртектілік) жасалған беттік қатайтылған бұйымдар да қаталданған болат деп аталуы мүмкін.