Отпуск стали. Назначение, стадии. Виды отпуска. Влияние тем-пературы отпуска на свойства стали.

Отпуск является окончательной термической обработкой. Целью отпуска явл. повыш. вязкости и пластичности, снижение твердости и уменьш. внутр. напряжений закаленных сталей.

С повышением Т нагрева прочность обычно снижается, а пластичность и вязкость растут. Т отпуска выбирают, исходя из требуемой прочности конкретной детали.

Различают три вида отпуска:

1. Низкий отпуск с температурой нагрева Тн = 150…300oС.

В результате его проведения частично снимаются закалочные напряжения. Получают структуру – мартенсит отпуска.

Проводят для инструментальных сталей; после закалки токами высокой частоты; после цементации.

2. Средний отпуск с температурой нагрева Тн = 300…450oС.

Получают структ. – троостит отпуска, сочетающую высокую твердость 40…45HRC c хорошей упругостью и вязкостью.

Используется для изделий типа пружин, рессор.

3. Высокий отпуск с температурой нагрева Тн = 450…650oС..

Получают структуру, сочетающую достаточно высокую твердость и повышенную ударную вязкость (оптимальное сочетание свойств) – сорбит отпуска.

Используется для деталей машин, испыт. ударные нагрузки.

Комплекс термической обработки, включающий закалку и высокий отпуск, называется улучшением.

Цементация стали

Цементация стали. Термической обработка после цементации. Стали для цементации.

Цементация – ХТО, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя атомами С при нагреве до температуры 900…950 oС. Цементации подвергают стали с низким содерж. С (до 0,25 %). Нагрев изделий осуществляют в среде, легко отдающей С. Подобрав режимы обработки, поверхн. слой насыщают С до требуемой глубины.

Глубина цементации (h) – расстояние от поверхности изделия до середины зоны, где в структуре имеются одинаковые объемы феррита и перлита ( h. = 1…2 мм).

Степень цементации – среднее содержание углерода в поверхностном слое (обычно, не более 1,2 %).Более высокое содержание углерода приводит к образованию значительных количеств цементита вторичного, сообщающего слою повышенную хрупкость. На практике применяют цементацию в твердом и газовом карбюризаторе (науглероживающей среде).

В результате цементации достигается только выгодное распределение углерода по сечению. Окончательно формирует свойства цементованной детали последующая термообработка. Все изделия подвергают закалке с низким отпуском. После закалки цементованное изделие приобретает высокую твердость и износостойкость, повышается предел контактной выносливости и предел выносливости при изгибе, при сохранении вязкой сердцевины.

Углеродистые стали. Состав, влияние компонентов на свойства стали. Раскисление стали. Классификация углеродистых сталей.

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435).

Содержат 0,65…1,35% углерода.

Стали У7…У13А – обладают высокой твердостью, хорошо шлифуются, дешевы и недефицитны.

Из сталей марок У7, У8А изготавливают инструмент для работы по дереву и инструмент ударного действия, когда требуется повышенная вязкость – пуансоны, зубила, штампы, молотки.

Для снижения твердости и создания благоприятной структуры, все инструментальные стали до изготовления инструмента подвергают отжигу.

Для заэвтектоидных сталей проводят сфероидизирующий отжиг, в результате которого цементит вторичный приобретает зернистую форму. Регулируя скорость охлаждения можно получить любой размер зерен. Окончательная термическая обработка – закалка с последующим отпуском. Закалку для доэвтектоидных сталей проводят полную, а для заэвтектоидных – неполную. Структура закаленных сталей или мартенсит, или мартенсит и карбиды. Температура отпуска выбирается в зависимости от твердости, необходимой для инструмента.

Для инструментов ударного действия, требующих повышенной вязкости, из сталей У7, У8 .

Основными недостатками углеродистых инструментальных сталей является их невысокая прокаливаемость (5…10 мм), низкая теплостойкость (до 200oС), то есть инструменты могут работать только при невысоких скоростях резания.

• Раскисление – это процесс удаления кислорода из жидкого металла. Спокойные стали раскисляют марганцем, кремнием или алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно без газовыделения. Кипящие стали получаются при раскислении только марганцем. Перед разливкой они содержат повышенное количество кислорода, который при раскислении окислов железа взаимодействуя с углеродом, образует угарный газ – СО. Выделение пузырей этого газа создает впечатление кипения стали.. Данные стали дешевы, их производят низкоуглеродистыми, с малым содержанием кремния (менее 0,007 %). Полуспокойные сплавы занимают промежуточное состояние между двумя первыми. Легированные стали бывают только спокойными, а углеродистые всех трех типов. Все эти виды сплавов при равном содержании углерода имеют практически одинаковую прочность. Главное их отличие заключается в пластичности, которая обусловлена содержанием кремния.