Глава XII. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА СТАЛИ
1. Общие положения
Для получения большой твердости в поверхностном слое детали с сохранением вязкой сердцевины (что обеспечивает износоустойчивость и одновременно высокую динамическую прочность) применяют поверхностную закалку или химико-термическую обработку.
Поверхностная закалка выгодно отличается от химико-термической обработки значительно меньшей продолжительностью процесса.
Несмотря на большое разнообразие методов поверхностной закалки, все они заключаются в нагреве только поверхностного слоя с последующей закалкой детали. Методы нагрева могут быть различными: а) в расплавленных металлах или солях; б) пламенем ацетилено-кислородной или газовой горелки (так называемая пламенная закалка); в) в электролитах; г) лучем лазера; д) электротоком, индуцируемым в поверхностных слоях детали; в этом случае ток высокой частоты индукцируется в поверхностных слоях закаливаемой детали (так называемая индукционная, или высокочастотная закалка).
Рис. 249. Распределение температур по глубине при поверхностной закалке
Последний способ широко используют в машиностроении.
Сущность любого способа поверхностной закалки состоит в том, что поверхностные слои детали быстро нагреваются выше критических точек и создается резкий градиент температур по сечению (рис. 249). Если нагрев прервать и провести быстрое охлаждение, то слой металла, нагретый выше 
(I), получит полную закалку: слой, нагретый выше 
но ниже 
(II) — неполную закалку, а сердцевина (III) или вовсе не нагреется, или нагреется только ниже 
закалки не получит.
Нагрев поверхностных слоев значительно выше 
— явление обычное при всех способах поверхностной закалки, однако это не
обязательно приведет к перегреву и ухудшению структуры. Рассматривая превращения перлита в аустенит (гл. X, п. 1), мы видели, что чем больше скорость нагрева, тем при более высокой температуре происходят превращения и из-за кратковременности нагрева, в меньшей степени произойдет огрубление микроструктуры (рост зерна аустенита).
Практика показала, что для каждой скорости нагрева имеется определенный интервал температур, обеспечивающий получение мелкозернистой структуры.
Рис. 250. Диаграмма выбора температуры нагрева для стали 
— скоростной электронагрев; 
— медленный печной нагрев
На диаграмме, приведенной на рис. 250, указана область температур правильного нагрева (I) в зависимости от скорости нагрева (без выдержки при температуре нагрева). Как видно из этой диаграммы, чем больше скорость нагрева, тем выше температура нагрева для закалки. Более низкие температуры недостаточны для завершения образования аустенита, более высокие вызывают перегрев. Из этой же диаграммы видно, что интервал температур закалки при медленном печном нагреве (II) лежит значительно ниже, чем при скоростном нагреве.
Как отмечалось, температура закалки стали назначается в соответствии с диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов. Однако такое назначение верно только при медленном, печном нагреве, при котором превращения протекают без значительного перенагрева. При скоростном нагреве температуры закалки должны быть более высокими и их следует выбирать на основе диаграмм, подобных приведенной на рис. 250.
