Назначьте температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска резьбовых калибров из стали У10А.

Закалка: температура нагрева - 770...800°С; охлаждающая среда - через воду в масло; твердость HRC62...65. Отпуск: температура нагрева - 160...200°С; твердость HRC62...64.
Литература: Белькевич Б. А. , Тимашков В. Д. Справочное пособие технолога машиностроительного завода. Мн. , "Беларусь", 1972, табл. 21, с. 54.

Сталь У10А-углеродистая высококачественная эвтектоидная сталь. Относится к группе инструментальных нетеплостойких сталей высокой твердости с небольшой прокаливаемостью. Химический состав по ГОСТ 1435-90: C1,0%; Mn0,2%; Si≤0,3%; Cr ≤0,25%. Поскольку сталь высококачественная, содержание серы в ней не превышает 0,018% и фосфора - 0,025% и она также имеет повышенную чистоту по неметаллическим включениям.
Для снижения твердости и создания благоприятной структуры все стали до изготовления инструмента подвергают предваритель¬ной термической обработке — отжигу. Поскольку наличие сетки вторичного цементита ухудшает качество и срок службы инстру¬мента, заэвтектоидные стали подвергают сфероидизирующему отжигу, нагревая сталь У10 до 740-7500С. В результате такого отжига пластины ЦII делятся (на этот процесс положительно влияет наличие субграниц и скоп¬лении дислокаций). Регулируя скорость охлаждения, можно полу¬чать глобули ЦII различного размера.
Окончательная термическая обработка — закалка и отпуск.
Структура закаленной стали - мелкоигольчатый мартенсит с мелкими карбидами.
Для закалки стали У10А ее нагревают до температуры 760-7700С, выдерживают при этой температуре для завершения фазовых превращений, а затем резко охлаждают. Средой закалки назначим воду или водный раствор солей, поскольку углеродистая сталь имеет высокую критическую скорость закалки.
В результате охлаждения со скоростью выше критической происходит превращение аустенита в неравновесную структуру – мартенсит, обладающую высокой твердостью и прочностью.
Сталь с исходной структурой зернистого перлита при нагреве приобретает аустенитную структуру при сохранении некоторого количества цементита. Продолжительность нагрева должна обеспечить прогрев изделия по сечению и завершение фазовых превращений. Но не должна быть слишком большой, чтобы не вызвать роста зерна и обезуглероживания поверхностных слоев стали. При закалке в водных растворах паровая рубашка разрушается почти мгновенно и охлаждение происходит более равномерно и в основном протекает на стадии пузырькового кипения.
Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температуры ниже Ас1, выдержке при заданной температуре и последующем ох¬лаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которого сталь полу¬чает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке.
Темпера¬туру отпуска выбирают в зависимости от твердости, необходимой для данного вида инструмента. Стали для режущего инструмента должны иметь высокую твердость в режущей кромке, значительно превышающую твердость обрабатывае¬мого материала; высокую износостойкость, необходимую для со-хранения размеров и формы режущей кромки при резании; доста¬точную прочность при некоторой вязкости для предупреждения поломки инструмента в процессе работы и теплостойкости, когда резание выполняется с повышенной скоростью. Для напильников, метчиков, плашек и т. п. (стали У10—У13) проводят низкотемпературный отпуск при 150-200°С, что обеспечивает инструменту максимальную твердость (HRC62-64).
Низкотемперaтурный отпуск проводят при нагреве до 250 С. При этом снижаются закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости. Закаленная сталь У10 после низкого отпуска сохраняет твердость в пределах HRC62, а следовательно, высокую износостойкость. Однако такое изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдерживает значительных динамических нагрузок. Продолжительность отпуска составляет обычно 1—2,5 ч.
Основные недостатки углеродистых сталей — их небольшая прокаливаемость, примерно до 5—10 мм, и низкая теплостой¬кость. При