Какие физические процессы происходят при закалке стали?

При закалке стали происходят несколько физических процессов, которые изменяют ее микроструктуру и, в конечном счете, физические свойства.

Основным процессом является превращение аустенита, что является гранул витого феррита и цементита. Аустенит - это полностью углерод-стабилизированная форма железа, которая имеет слабую дислокацию и высокую подвижность атомов. Однако при охлаждении аустенита до комнатной температуры, атомы перемещаются медленно, и происходит мартенситное превращение.

Мартенсит - это кристаллическая структура, которая образуется при очень быстром охлаждении стали. Однако поскольку при этом нет каких-либо перестроений, мартенсит становится упрочненным и широким цементитами. Мартенсит отличается от аустенита также наличием многочисленных дислокаций. Чем больше дислокаций имеется в структуре, тем больше ее прочность.

Помимо мартенситного превращения, происходит и другой процесс - возникновение остаточных напряжений. Внезапные перепады температуры и быстрое охлаждение вызывают деформацию материала. Сжатие мартенситной структуры приводит к тому, что остаточные напряжения создаются на поверхности стали. Они улучшают внутреннюю прочность и сопротивление разрушению.

Комбинация мартенситного превращения и возникновения остаточных напряжений приводит к улучшению таких физических свойств стали, как прочность, твердость и износостойкость. Эти изменения делают ее более подходящей для использования в инструментах, пружинах, ножах, автомобильных деталях и других продуктах, где требуются высокие механические характеристики.