Austempering – это форма термической обработки, используемая на черные металлы, такие как железо и сталь, для улучшения механических свойств металла. Металл нагревают до достижения аустенитного состояния, а затем быстро охлаждают или закаливают, но поддерживают при достаточно высокой температуре, чтобы предотвратить образование мартенсит в течение длительного периода времени. Закаленные металлы обладают улучшенной прочностью, ударной вязкостью и устойчивостью к деформации, износу и водородному охрупчиванию и часто используется в деталях машин.
В первой части процесса закалки металл нагревают до температуры от 1350°F (около 732°C) до 2462°F (около 1394°C). Это заставляет его подвергаться фазовому переходу, который изменяет кристаллическую структуру, в которой расположены атомы железа, превращая его в аустенит. Затем аустенит закаливают, обычно в ванне с расплавленной нитратной солью, и охлаждают до температуры от 459°F до 750°F (около 232°C и 399°C). Затем его выдерживают при этой температуре в течение периода времени от нескольких минут до нескольких часов. Время, в течение которого металл находится в соляной ванне, и точные температуры, используемые в обеих фазах, варьируются в зависимости от состава черного металла и желаемых механических свойств конечного продукта.
Процесс аустенита отличается от обычной термической обработки, при которой аустенит быстро охлаждается в воде или масле, обычно до комнатной температуры. Это производит форму стали, названную мартенситом. Мартенсит довольно твердый, но очень хрупкий и требует дальнейшей термической обработки, процесса, называемого отпуском, чтобы стать достаточно пластичным для использования.
Как правило, результат закалки зависит от используемого материала. Закаленная сталь становится формой стали, называемой бейнитом, которая более пластична, чем мартенсит, и не требует дополнительного отпуска. Он также прочнее, жестче и более устойчив к износу при заданной твердости, чем мартенситные стали. Закаленный ковкий чугун образует структуру, называемую аусферритом, которая обладает большей прочностью по сравнению с его пластичность, чем у изделий стандартной термической обработки.
Процесс закалки был запатентован EC Bain и ES Davenport в 1933 году. Он производил высококачественную сталь, но изначально этот процесс был довольно дорогим и нерентабельным для большинства применений. Это ограничивало его использование производством высокопроизводительных деталей, требующих чрезвычайной прочности и устойчивости к деформации, таких как компоненты оружия. Только в 1960-х годах, когда технологические достижения в области обработки стали значительно снизили производственные затраты, аустенитный отпуск стал экономически выгодным способом производства стали для крупномасштабного коммерческого использования.
