Болат маркасын таңдау

Кіріспе

Машинажасау өндірісінің  дамуында сапаның жоғарылығы, машиналардың ұзақ қызмет етуінің сенімділігі, металдар мен металл қорытпаларын беріктендірудің  ең арзан және тиімді әдісі, термиялық  өңдеуге тиесілі.

Термиялық өңдеу  машина бұйымдарын және құралдарды дайындаудың жалпы циклының құрама бөлігі болып табылады. Термиялық және химико-термиялық өңдеудің алғы әдістерін жасау теориясыненгізу машинажасау заводтары автомобильді, тракторлы, станокжасау және шарикоподшипникті өндірісте ерекше үлкен жетістіктерге жетіп отыр.

 Беттік шынықтырудың  әдістерінің әртүрлілігіне қарамастан, олардың барлығы, бұйымның беті  ғана қыздырылып, бетінің шынықтырылуымен  тұжырымдалады. 

Қыздыру әдістері  әртүрлі болады: а) ерітілген металдарда немесе тұздарда қыздыру; б) ацетилен-оттекті немесе газдық оттыөтың жалынымен; в) электролиттерде; г) лазердің сәулесімен; д) бұйымның беткі қабтында индукцияланатын электр тоғымен, бұл әдісте жоғары жиіліктегі тоқ шынықтырылатын бұйымның беткі қабатында индукцияланады (индукциондық немесе жоғары жиілікті шынықтыру).

Осы әдісті (индукциондық шынықтыру) машина жасауда кең қолданады.

Индукционды шынықтыру  – әртүрлі станок бұйымдарын, машина және бөлшектерді беттік бекемдеу жіне жоғары қаттылықтың ең арзан және техникалық аяқталған жолы.

Қазіргі таңда әртүрлі өндіріс салаларында кең қолданыс тапқан, индукционды қыздыру, қыздырылатын бұйымдардың жоғары өнімділігін, үнемділігін, өндірістің автоматтандырылуын, жұмыс талаптарын жақсарту және сапаның жоғарылауын қамтамасыз етеді.

Келесі шынықтырумен индукционды қыздыру болат бұйымдарын беттік бекемдеудің ең бір аяқталған және рациональді әдісі. Бірақ индукционды қыздыру, оның қолданылуын шектейтін, кейбір кемшіліктерге ие. Индукционды қыздыруды қолдану тек бұйымдардың бірдей қималарын қыздыру үшін ғана тиімді.

Күрделі пішінді  бұйымдарды қыздыруда пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) мұндай құрылғыларда өте төмен (0,1...0,2). Бұйымдарды тесе индукционды  қыздырғанда, олардың жоғары біртекті қызуын қамтамасыз ету қиын. Индукционды  құрылғылар төмен температуралы қыздыруға жарамдылығы аз.

Қазіргі кезде  электр тотығымен қыздыру үшін, жоғары жиілікті тоқтарды қолданады.

Қалалық желілердегі  қалыпты айнымалы тоқ 50 Гц жиілікке ие және төмен жиілікті тоқтарға жататыны белгілі. 50 Гц жиіліктен жоғары айнымалы тоқтар  жоғары жиілікті тоқтарға жатады.

Металды индукциондық қыздыруға арналған жоғары жиілікті тоқты арнайы машиналы генератордан (500-ден 5000-ға дейінгі немесе тіпті 15000 Гц дейінгі жиілік) немесе шамдық генератордан (10000000 Гц жиілікке дейін) алады.

Индукционды қыздырудың негізі келесіде. Дайындама (бұйым) өндірістік немесе жоғары жиілікті тоқты әкелетін, айнымалы магнитті өрісті өткізгішке салынады. Бұл өткізгіш әдетте мыс түтікшелерінен, домалақ немесе басқа қима (қыздырылатын дайындаманың пішініне байланысты) спиралдары түрінде жинақталады және оны индуктор деп атайды. Егер бұйымның берілген температуралық өрісін алу керек болса, онда оған кез-келген басқа пішін беруге болады. Электромагнитті индукцианың нәтижесінде бұйымда, оны қыздыратын құйын тоқтар (Фуко тоқ) туындайды.

Индукционды қыздыру  үшін конструкционды болаттар қолданылады: 35, 45, У6, 35Х, 40Х, 30ХМ, 55П және тағы басқа.

Болат маркасын таңдау

 Болат маркасын  таңдамас бұрын  тісті дөңгелек жұмыс істейтін жағдайды, оған әсер ететін жүктемелерді және  бұйымға қойылатын тиісті технологиялық талаптарды анықтап алған жөн.

Тісті дөңгелек орташа жүктелу жағдайында және орташа түйіспелі қысымдарда жұмыс істейді. Жалпы жағдайда тісті дөңгелектер  айналу бағыттында динамикалық дірілдеугіш жүктеме әсеріне ұшырайды. Жұмысқа қабілеттік түйіспелі шыдамдылықпен және тозуға төзімділікпен анықталады.  Бұл жағдайда тісті дөңгелектер HRC 40-50 кем болмайтын жоғары беттік қаттылыққа ие болуы керек. Сондай-ақ тісті дөңгелектерге июде қажушы беріктікке жоғары талаптар қойылады.

Ең қолайлы  термиялық өңдеу, одан кейін  өзекшенің  жеткілікті тұтқырлығы сақталуы кезінде  қатты беттік қабатты алуға болатын - бұл жоғары жиілікті беттік шынықтыру  және төменгі жұмсарту (сурет 1.1).

Сурет 1.1- Шыныққан қабаттың таралуы және қырықаяқтың қаттылығы

Тісті дөңгелектерді эксплуатациялаудың көп жылдық тәжірибесін жалпылауымен, тереңдетілген зерттеулер бірқаттар типтік ақауларды тапты. Жұмыста тістердің беті  кейде күш салынған тозуға ұшырайды, ауыспалы кернеулердің әсерлерінің нәтижесінде, сирек жағдайларда соққылардан тістер сынуы мүмкін. Берілістердің ауысуы кезінде тістің бүйірлік бұзылулары жүреді.

Тісті дөңгелектердің тозуы молекулалық ілінісуден түрпілі және оспа тәрізді болуы мүмкін. Әсіресе тісті дөңгелектерде жиі оспа тәрізді (питтинг) тозу пайда болады, соның нәтижесінде тістің бетінде соған тән дөңестер немесе  оспиндер алынады. Бұл тісті дөңгелектердің жұмыс істеуі кезінде тіс бетіндегі қысудың күшті ауыспалы кернеулерінің әсерімен түсіндіріледі. Бірнеше миллион айналымнан кейін түйісу бетінің астындағы қысудың кернеуі тістерде кіші тереңдікте  қажудың жарықтары пайда болады. Нәтижесінде тістің бетінен металдың кішкентай қабыршақтары бөлінеді, бұл осындай тозуды оспа тәрізді деп атауға негіз берді. Беттің қаттылығы неғұрлым жоғары болса және тіс өзекшесінің аққыштық шегі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым түйіспелі төзімділік жоғары болады.

Тісті дөңгелек үшін жадығаттарды тиімді таңдаумен сапалы дайындаманы қолдану олардың тек қана сенімділігімен ұзақтығы жоғарлатуға көмектесіп қана қоймайды, сонымен бірге жадығаттардың өңделу жағдайын және термиялық өңдеу кезіндегі деформация шамасы бойынша қырықаяқтар сапасында жақсартады. 

Болаттың беріктігі  бірінші кезекте шынықтырғыштыққа байланысты болады. Сондықтан конструкциялық болаттарды легірлеудің негізгі мақсаты болып шынықтырғыштықты арттыру болып табылады. Көпшілік конструкциялық болаттардың құрамына хром, никель, марганец сияқты элементтер, жиі титанның кішкентай қоспалары кіреді. 

Қазіргі уақытта  никельдің тапшылығы мен бағасының жоғары болуынан, хром-никельді болаттарды қолдану шектелген, оларды төмендетілген температураларда жұмыс істейтін бөлшектер үшін қолданылады.

Тісті дөңгелектер үшін негізгі жадығаттар болып конструкциялық көміртекті және легірленген болаттар табылады.

бөлшектерді эксплуатациялау шарттарымен сәйкес 38ХА және 40Х болат маркалары ең жақсы келеді.

38ХА болат  – конструкциялық жақсартылатын  орташа көміртекті хромдалған  жоғары сапалы болат.

40Х болат – конструкциялық жақсартылатын орташа көміртекті хромдалған болат.

40Х болаттан жасалған тісті дөңгелектердің соғылмалары, ұсақ дәнді болаттардың белгілерін қамтамасыз ету үшін соғудан кейін тездетілген салқындатудан және өңделуді  жақсартумен  шынықтырудың алдында құрылымның ұсақталуы үшін соңынан қалыптандырудан  тұратын алдын ала термиялық өңдеуден өтеді.

конструкциялық болаттар құрамдарын әзірлеу кезінде және  олардың термиялық өңдеу режимімен  бірінші кезекте иілімділік және тұтқырлық қасиеттері минималды дәрежеде азайатын тәсілдерді қарастыру керек.

ферритті-перлиттік құрылымда (қалыптандырылған күйде) көміртегінің қарапайым көбейуі беріктіктің және суықтай сынғыштық табалдырығының жоғарлауына әкеледі.

Мұндай құрылымда  максималды беріктік көміртегі мөлшерінің  шамамен 1. % С  сәйкес келеді және  бар болғаны тек қана 1000 МПа жетеді, олай болатын болса, суықтай сынғыштық табалдырығы  көміртегі мөлшері  0,4 % аспаған жағдайда 0^ºС төмен жатады.

Осылайша, біз  ферритті-перлитті құрылымды термиялық  беріктенбеген болаттағы көміртегі  шектеулі мөлшері  0,4 % құрайтындығын қорытып айта аламыз;  бұл кезде болат  σ_в = 600 МПа, Т₅₀ = -20^ºС және а_0,25 = 600-:-700 кДж/м² ие болады.

аустениттің салқындау нәтижесінде  дисперсті құрылымды алу  қаттылық пен беріктіктің үздіксіз жоғарлауына әкеледі; мартенситтік құрылым максималды қаттылыққа (беріктік) ие болады. 0,4 %С -та мартенситті құрылым  60 HRC (650 НВ) шамасында қаттылыққа ие болады, бұл 2200-2400 МПа шамасындағы беріктікке сәйкес келеді. Алайда тұтқырлық бұл жағдайда босатылмайтындай төмен және беріктіктің төмендеуі есебінен, босаңдатумен көтерілуі керек.

 Соңғы құрылым  аустениттің орнына, мартенситтен  қалыптасатын қосарлы өңдеу, яғни  соңынан босатумен  шынықтыруды  қолдану  шыныққан күйге сәйкес  келетін, беріктік қасиеттерді  максималдыдан күйдірілген күйге  сәйкес келетін, минималдыларға дейін кең өзгертуге мүмкіндік береді және бұл кезде иілімдік және тұтқыр қасиеттер, бір ретті  өңдеумен салыстырғанда (аустениттің ыдырау өнімдері)  жоғары болады екен.

МЕСТ 4543-71 пен  сәйкес берілген болат маркаларының химиялық құрамы  кесте 1.1-де келтірілген.

Кесте.1.1 - элементтердің массалық үлесі, %

легірлеуші элемент ретінде бұл болаттарда  ~1% мөлшерінде хром пайдаланылады. Хром болаттың беріктігін жоғарлатады. кішкентай мөлшерді хром ферриттің соққылық тұтқырлығын шамалы жоғарлатады, сонымен қатар  1% мөлшерінде хром  ферриттің беріктенуі іс жүзінде әсер етпейді (әлсіз беріктендіреді). Сурет 1.2-де ферриттің соққыға тұтқырлығына хромның әсері көрсетілген.

Темірде хромның  болуы  суықтай мортсынғыштықтың табалдырығын қандайда бір жоғарлауына  көмектеседі, сол  темірдің мортсынғыштыққа бейімділігін жоғарлатады.

                                           Легірлеуші элементтердің мөлшері, %

            Сурет 1.2 - Ферриттің соққыға тұтқырығына хромның әсері

Бірақ болаттың мәліметтері хромның ~1% тұратындықтан, онда суықтай мортсынғыштықтың табалдырығы,  керісінше шамалы төмендейді. Кесте 1.2-те жақсатрудан кейінгі болаттардың механикалық қасиеттері көрсетілген.

Кесте 1.2 - Жақсартудан кейінгі болаттың механикалық қасиеттері

хромды қосу аустениттің  изотермиялық ыдырауын С-тәрізді қисықтарын оңға қарай жылжытады. Бұл шынықтырудың критикалық жылдамдығының азайуына және оданда терең шынығушылығына көмектеседі.

Хром мартенситтік ауысудың М_н басталу температурасын төмендетеді және  қалдық аустениттің мөлшерін арттырады. Болатты хроммен легірлеу мартенситтің ыдырау процесінің баяулауына әкеледі.

Болаттағы хром жоғары температурада тұрақты болып қалатын карбидтер түзеді. аустенитте ерімей қалған артық карбидтер, аустениттік дәннің өсуіне бөгет жасайды. Сондықтанда  хромның  ерімеген карбидтерінің кішкентай мөлшері болғанның өзінде болат қыздырудың аса жоғары  температурасына дейін ұсақ дәнді құрылысты сақтайды. Кесте-1.3-те жақсатрудан кейінгі болаттардың дағдарыстық нүктелері көрсетілген.

Хром болаттың ыстыққа төзімділігі мен тотбасуға  төзімділігін жоғарлатады,оның  электрлік  кедергісін көбейтеді  және құйылудың  кеңеюін кішірейтеді.

Кесте 1.3 - Дағдарыстық нүктелердің температурасы, ºС

Жоғарыда аталып кеткен қасиеттер бойынша 38ХА және 40Х  болат маркалары теңбе тең.

38ХА болаты  күкіртпен фосфордың мөлшері бойынша (S≤0,025%, Р≤0,025%) шектелген, ол жоғары сапалы болып табылады.

α-Fe (альфа темірде) ери келе, фосфор  мортсынғыш күйге (болаттың мортсынғыштығы) көшудің температурасын күрт жоғарлатады,  төмен температураларда болат мортсынғыш бола түседі. Күкірт болатты  800ºС-та және жоғары температурада (қызуға сынғыштық) мортсынғыш жасайды.

Күкірт пен  фосфордың мөлшері бойынша шектеуді,  төмен немесе жоғары  температураларда жұмыс істейтін бөлшектер дайындалатын болаттарға қолданған дұрыс. Тісті дөңгелек әдеттегі температурада жұмыс істейтін болғандықтан, онда 38ХА маркалы болатты қолдану экономикалық тиімсіз болып табылады.

38ХА маркалы  болаттың аталып өткен барлық  кемшіліктерін ескере келе, 40Х  маркалы болатты тісті дөңгелек дайындау үшін аламыз.

Жоғары беріктігі мен жақсы жеткілікті шынығушылықтың арқасында бұл болаттарды тісті дөңгелек, бүгілмелі біліктер, осьтер, білікшелер,  жұдырықшалар, төлкелер, болттар дайындау үшін қолданады.

Қиын пісірілетін, флокенді сезімтал, босатылған мортсынғыштыққа  бейім.

38Х, 45Х, 38ХА, 40ХН, 20Х2Н4А ауыстырғыш болып табылады.

Жеткізу түрі - сорттық прокат

Тағайындалуы: осьтердің, біліктердің, білік-қырықаяқтардың, плунжерлер, штоктар, бүгілмелі және жұдырықшалы біліктер, төлкелер сақиналары және басқада жақсартылатын беріктігі жоғары бөлшектер.

1.1. Жылулық есеп

Бұйым бетінің  температурасын мынаған тең деп  аламыз

Формуланы пайдалана отырып тоқтың оңтайлы жиілігін табамыз

Берілгендерге байланысты генератор 4000 Гц жұмыстық жиілікке ие. Сонда тоқтың ыстық тереңдікке өтуі мынаған тең

және                      

Кюри нүктесінен төмен  температураға дейін қыздырылған  қабаттың магниттік өткізгіштігінің  шамасын шамамен алынған мәнмен алып, келесіні аламыз:

Кесте бойынша келесі мәнді  табамыз М=0,532. Осыдан

.     

 мәнін аламыз. Сонда кесте  бойынша мыналарды анықтаймыз  .

Демек

Біздің жағдайда

Солай болған соң, жоғары қыздыру  уақытын беру керек. аламыз. Кесте бойынша мәнін анықтап жазамыз

Алынған мән берілен мәнге  жақын, жылу өткізгіштік коэффициентінің мәнін анықтаймыз

,    

Керекті температураға  дейінгі бұйымның қыздыру уақытын  табамыз:

,  

Меншікті қуат

,      

Осьтік бағыттағы  жылудың шығып кетуін қосқандағысы

, 

Тісті дөңгелекті термиялық өңдеу технологиясы

Беттік шынықтыру  тұтқыр өзекшені сақтай отырып, бұйымның беткі қабатына жоғары қаттылық алу  мақсатымен өткізіледі. Беттік шынықтырудың негізі бұйымның беттік қабатының критикалық нүктелерден жоғары тез қыздырылуынан және бұйымның бойында температураның біртексіз таралуынна тұрады. Егер қыздыруды тоқтатып және суытуды лезде өткізсек, онда А_с3-тен жоғары қыздырылған металл қабаты толық шынықтырылған болады, ал А_с1-ден жоғары, бірақ А_с3-тен төмен қыздырылған қабат толық емес шынықтырылған болады. Бұйымның өзекшесі суыту кезінде А_с1-ден төмен қыздырылады және ешқандай өзгеріске ұшырамайды.

Шынықтыру кезіндегі  негізгі параметрлер – қыздыру  уақыты және суыту жылдамдығы. Болаттар үшін қыздыру температурасын күй  диаграммасы бойынша, ал суыту жылдамдығын аустениттің изотермиялық ыдырау диаграммасымен анықтайды.

Эвтектоидқа дейінгі  болаттарды А_с3 критикалық нүктесінен 30-50 ⁰С-қа жоғары қыздырады. Егер мұндай болаттарды А_с1 және А_с3 критикалық нүктелерінің арасындағы температураға дейін қыздырсақ және суытсақ, онда шынықтырылған болаттың құрылымында мартенситтен басқа, оның қасиетін біршама нашарлататын ферритте болады. Эвектоидтан кейінгі болаттарды шынықтыру кезінде А_с1 критикалық нүктесінен 40-60 ⁰С-қа жоғары қыздырады. Мұндай температурадан суытудан кейін мартенсит және қосымша кесуші құралдардың тозуға төзімділігін және қаттылығын жоғарлататын екінші ретті цементит құрылымы алынады. Егер эвтектоидтан кейінгі болатты А_см критикалық нүктесінен жоғары қыздырсақ, онда шынықтырудан кейі дөрекі инелі мартенситтің ақаулы құрылымы алынады.

Қыздыру уақыты бұйымның пішіні мен болаттың жылу өткізгіштігіне байланысты болады, әдетте оны тәжірибелік жолмен анықтайды. Қыздыру уақытын анықтау үшін анықтамаларда жартылай эмпирикалық  формулалар келтірілген. 2.1-ші кестеде болатты суытудың іртүрлі мағыналары келтірілген.

2.1 кесте. Болатты  суытудың әртүрлі мағыналары

Шынықтыру температурасындағы ұстау ұзақтығын, пайда болған аустениттің  толық гомогенденуі өтетіндей таңдайды.

Индукциялық қыздыру кезінде қоректендіру көзінен энергияны қыздырылатын бұйымға беру арнайы қондырғының – индуктордың кқмегімен жүргізіледі.

Индукторды  әдетте мыс түтіктерден дайындайды. Жұмыс кезінде индуктор ағын сумен салқындайды. индуктордың  пішіні мен көлемі қыздыру жағдайына, қыздырылатын беттің шамасы мен кескініне, сонымен қатар қоректендіргіш көздің қуаты мен жиілігіне байланысты болады. Индукторды дұрыс есептеуден, оның пішіні мен өлшемін таңдаудан термиялық өңдеудің сапасы тәуелді болады. Қыздырылатын бөлшек  қандай бетке ие  болуына байланысты индукторлар дыбыстық жиілікте және радиожиілікте жұмыс істейтіндерге бөлінеді. Кез келген индуктордың негізгі бөлшектері– индукциялаушы сым, тоқ өткізгіш инелер, индукторды  төмендетілген трансформатормен және суды беруге арналған қондырғымен қосушы түйіспелі колодкалар. индуктордың жұмысына индукциялаушы сымның ені, сонымен қатар  индуктордың ішкі жұмысшы бетті мен қыздырылатын бөлшек бетінің арасындағы саңылаудың шамасы әсер етеді.

Бұйымды ЖЖТ  қыздыру 3-5с-та болады. Қыздырылғаннан кейін индуктордағы бұйым тез арада арнайы суытушы құрылғы – спрейерге салынады, мұнда саңылау арқылы қыздырылған бетке арнайы шынықтырушы сұйықтық (кейде қыздырылған бұйымдар шынықтырушы бактарға лақтырылады) шашырайды. Қыздырудың жоғары жылдамдығы фазалық айналулардың ауданын, жоғарырақ температураларға ығыстырады. Сонымен қоса, аяқталмайтын ұстаудың нәтижесінде көміртек диффузиясы болып үлгермейді және пайда болған аустенитте оның біртексіз үлестірілуі байқалады. Диффузионды процесті тездеті үшін, қыздыру температурасын жоғарлатады. Сондықтан ЖЖТ қыздырған кезде, шынықтыру температурасы бірдей болаттарда қалыпты қыздырудан жоғары болуы керек. Дұрыс режим кезінде ұсақ инелі немесе аз морттылыққа және жоғары беріктікке ие, құрылымсыз мартенсит алынады. Қалыпты шынықтырумен салыстырғанда қаттылық 2-3 есе жоғарлайды, сонымен қатар тозуға төзімділігі және 1,5-2 есе жоғарлай алатын шыдамдылық шегі өседі. Бұйымның қасиеттерін жақсарту үшін шынықтыру алдында оны қалыптандыруға ұшыратады, себебі ЖЖТ қыздырғанда бұйымның өзекшесі А_с1-ден төмен қыздырылады. Бұл әдісті құрамында 0,40% С болатын, көміртекті болаттардан жасалған бұйымдарды қыздыру үшін қолданған дұрыс. Легірленген болаттар үшін ЖЖТ қыздыруды әдетте сирек қолданады, себебі олардың бір ерекшелігі – легірленген болаттардың терең шынығушылығы – мұндай әдісте қолданбайды.

ЖЖТ әдістің  ерекшелігі – жоғары өнімділігі, бұйымның бетінің оттексізденуінің және көміртексізденуінің  болмауы, термиялық өңдеу режимін  бақылау және реттеу мүмкіндігі, сонымен қатар бүкіл процестің толық автоматтандырылуында. Шынықтырылатын агрегаттарды механикалық цехтың тасқынды желісіне тікелей орнатуға болады. Сондықтан, ЖЖТ шынықтыруды бұйымдардың (пальцы, білікшелер, тігірін және т.б.) жаппай өндірісінде қолданады. Тігіріннің тістерінің морттық қирауын болдырмау үшін, оларды шынығушылығы төмен 55ПП (0,55% С), құрамында 0,2%>Mn және 0,1-0,3%Si болатын, арнайы көміртекті болаттардан жасайды. Тігірінніңтістері тесе қыздырылады, бірақ қалыңдығы 1-2 мм беткі қабаты ғана шынықтырылады.

ЖЖТ қыздыру  бұйымның жеке бөлшектеріне шынықтыруды  өткізуге мүмкіндік береді – иінді  біліктің мойынын, үлестіргіш біліктің жұдырықшасын, рельстің бастиегін және тағы басқа.

Беттік шынықтыру  химико-термиялық өңдеуге қарағанда  аз уақыт өткізіледі. Егер беттік шынықтырудың жүру уақыты, механикалық өңдеудің ауыспалы операцияларының жүру уақытынан кіші немесе тең болса, онда термиялық өңдеу термиялық цехтардан, механикалық цехтың жалпы ағымына ауысуы мүмкін. Бұл технологиялық процесті толығымен автоматтандыруға мүмкіндік береді.

Беттік шынықтыруда  әрбір бұйымға өзінің өңдеу режимін  және өзінің индукторын дайындау керек. Сондықтан, индукционды қыздырумен беттік шынықтыруды біртипті бұйымдарды сериалы өндіруде пайдалы, мысалы, автомобильді өндірісте.

ЖЖТ шынықтырудан кейін, құрамында 0,4% С бар болат, беттік қабатта HRC 54-58 қаттылыққа ие болады. Цементациядан кейін, төмен көміртекті болаттың беткі қабатының қаттылығы HRC 60-63-ке тең.

Беттік шынықтыру жоғары қаттылыққа жарып өтуші шынықтыру бұйымның мерзімінен бұрын сынуына әкелуі мүмкін болатындай жағдайда тозуға жұмыс істейтін төзімділікті, түйіспелі қажуға және бұйымның майысуына  қарсыласуын жоғарлату мақсатымен қолданылады. Сол мақсатта химия-термиялық өңдеудің көмегімен – цементтеу, азоттау және басқада процестер беттік беріктендіруде қолданылады. Беттік шынықтыру химия-термиялық өңдеумен салыстырғанда маңызды технологиялық артықшылықтарға ие болады :

– қыздыру уақыты бар  болғаны бірнеше секундты құрайды;

– жұмысшы бетте біртекті құрылымды алу;

– қымбат болмайтын орташа көміртекті болаттарды пайдалану мүмкіндігі;

– электр энергия шығындарының қысқаруы;

– процесті механикаландыру  мүмкіндігі;

Мұнан өзге, ол бұйымның ең ауыр жағдайларда жұмыс істейтін, жеке учаскелерін беріктендіру үшін қолдануға  жеңіл.

 Барлық көрсеткіштер  бойынша ең пайдалы термиялық  өңдеу болып беттік индукциялық  шынықтыру табылады.

Жоғары жиілікті қыздырудың артықшылықтары. Болат бұйымдарын жоғары жиілікті тоқпен қыздыру жай пештерде қыздыруға қарағанда артықшылықтары көп:

А) Бұйымның керекті бөлігіне ғана қыздыруға кететін энергияның жұмсалуы.Жай пеште, пештің өзін, атмосферасын және металлдың 100% қызуын қамтамасыз ету керек. Сондықтан электроэнергияның ең үлкен бағасында да, жоғары жиілікті тоқпен қыздыру арзанға түседі.

Б) Жоғары жиілікті тоқпен қыздыру термиялық өңдеудің жоғары сапасын қамтамасыз етеді. Жылу қысқа уақыт мерзімінде металлдың  өзінде туады. Сондықтан ол беттіктің  көміртексізденуін, дәннің өсуін және металлдың қызып кету қауіптілігін кемітеді. Жылу мөлшерін нақты бақылауға болатындықтан, бұл үрдіс тұрақты және автоматизацияға жақсы бейім.

В) Жоғары жиілікті қыздыру бұйымтің қабыршақтануын болдыртпайды.Сондықтан  термиялық өңдеуден кейін болатын  қосалқы операциялардың көбісі жойылады.

Г) Беттік жоғары жиілікті шынықтыру кезінде қалдықты кернеулерді беттік бойымен пайдалы түрде таратуға болады.

Д) Жоғары жиілікті шынықтыруды енгізу қымбат легірленген  болаттарды орнына қарапайым көміртекті, бұйымның сапасына әсерін тигізбейтін, болаттарға ауыстыруға болады.

Ж) Беттік жоғары жиілікті шынықтыру қымбат және ұзақ уақыт қажет ететін үрдістердің орнына (цементация) қолданады.

З) Жоғары жиілікті шынықтыру жоғары өнімділікпен ерекшеленеді. Мысалы, беттіктің қызуы 2-15 сек уақытты  қажет етеді. Жоғары жиілікті қондырғы механикалық өңдеуге арналған қондырғылармен бірге қоюға болады.

И) Жоғары жиілікті қыздыру жұмыскерлердің еңбек жағдайын көпке арттырады.

Жоғары жиілікті шынықтырудың термиялық параметрлері. Жоғары жиілікті шынықтырудың  шарттары келесі термиялық параметрлермен сипатталады:

 –  бөлшекті  қыздыру температурасымен;

 –  фазалық  ауысулар аймағында оны қыздырудың  жылдамдығымен; 

 –  белсенді  электрлік қыздыру жүретін қабаттың  қалыңдығы, яғни  - қолданылатын  жиіліктегі тоқтың өту тереңдігімен;

- салқындау  жылдамдығымен.

электрлік аспаптардың көрсеткішімен - жиілігімен, күшімен және   индуктордағы тоқ кернеуімен, сондай-ақ қыздыру уақытының ұзақтығымен – тек қана берілген, толық белгілі болған жағдайларда қыздыру жағдайын сипаттауға болады.

индукциялық қыздыру кезінде  температураны анықтау үшін  инерциясыз фотоэлектрлік пирометрлерді пайдаланады,бірақ зерттеу мақсаттары үшін ең жеттік және  объективті әдіс бұл жағдайда  тез өзгеретін температураларды жұқа диаметрі 0,5 мм хромельалюминийлік сымдардан жасалған,  зерттелетін бөлшекке жеке дәнекерленген және инерциясыз аспаппен және шлифтік осциллографпен қосылған терможұппен өлшеу дұрыс болып табылады.

Әсіресе индукциялық  қыздыру мен шынықтыру кезіндегі  фазалық ауысулар. индукциялық қыздырудың жоғары жылдамдығында перлитті-ферриттік құрылымның аустенитке ауысуы, пештегі кәдімгі қыздыру сияқты, диффузиялық жолмен жүреді.

индукциялық қыздырудың жоғары жылдамдығының арқасында аустенит шектен тыс ұсақ дәнді және көміртегі мен басқада қоспалардың мөлшеріне қатысты біртексіз болады. индукциялық қыздырудың температурасы едәуір  жоғарлаған кезінде диффузия  аустениттегі көміртегінің және басқада қоспалардың мөлшерін теңестіреді және аустенит дәндерінің өсуі жүреді. Алайда индукциялық қыздырудың қысқа уақыттығы 975^º дейін аустениттің ұсақ дәндерінің сақталуына мүмкіндік береді. Сол болатты пеште 975^º дейін бар болғаны 15 минуттай ұстаумен қыздыру сол кездің өзінде ақ уже аустениттің ірі дәнін береді. Әдетте индукциялық қыздырудың жоғары жылдамдығы аустениттегі диффузиялық процестердің аяқталуын толық қамтамасыз етуге мүмкіндік бермейді, шынықтырудан кейін мартенситте, алғашқы перлитке жауап беретін кейбір иілімділіктер байқалады.