Высокий отпуск

При температурах отпуска свыше 550 ^ОС усиливаются процессы сфероидизации и коагуляции карбидных частиц, протекает полигонизация и рекристаллизация кристаллов феррита, происходит дальнейшее снижение прочности и повышение пластичности стали.

Коагуляция (укрупнение) карбидов происходит путем растворения мелких (меньше критического для данной температуры размера а_кр) и роста более крупных карбидных частиц.

Высокий отпуск проводится при 550–680 ^ОС и приводит к получению структуры сорбита отпуска, состоящего из ферритной матрицы и дисперсных зернистых карбидов (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Микроструктура доэвтектоидной стали после

Полной закалки и высокого

отпуска – сорбит отпуска

Все описанные процессы превращения закаленной стали при отпуске происходят внутри мартенситных пластин, а потому игольчатое строение структуры стали сохраняется до весьма высоких температур отпуска ~600 ^ОС. При температуре отпуска свыше 600^ОС начинают протекать рекристаллизационные процессы, приводящие к замене пластинчатой структуры феррита на равноосную.

Термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска, называется улучшением, которому подвергаются конструкционные стали, содержащие С=0,3–0,5 %.

Улучшаемые углеродистые (марок 35, 40, 45) и легированные (35Х, 40ХН и др.) стали используют для изготовления ответственных деталей машин (валов, роторов турбин, штоков, шатунов и др.), работающих в условиях циклических или ударных нагрузок.

Частицы карбидов в структуре троостита или сорбита после отпуска в отличие от троостита и сорбита, полученных в результате распада переохлажденного аустенита (см. рис. 3.4, б), имеют зернистое, а не пластинчатое строение. При одинаковой твердости и прочности сталь с зернистой структурой карбидных частиц отличается более высокой ударной вязкостью и пластичностью.

В целом с повышением температуры отпуска прочность и твердость стали уменьшаются, а пластичность увеличиваются.

По назначению термическая обработка подразделяется на предварительную и окончательную (табл.3.2).

Предварительная (разупрочняющая) термическая обработка в виде отжига

или нормализации применяется для заготовок перед их механической обработкой резанием или холодной пластической деформацией, а также с целью подготовки структуры стали под последующую термическую обработку.

Окончательная (упрочняющую) термическая обработка в виде закалки и

отпуска, применяется после механической обработки изделия для получения требуемой структуры, механических и эксплуатационных свойств

Таблица 3.2. Основные виды и режимы термической обработки

углеродистых сталей и их структура

Термообработка		Режимы термообработки
Вид	Разновид-ность	Т, ОС	Охлаждение	Структура
Доэвтектоидные стали
Отжиг	Полный	АС3 + 30...50	С печью до 550 ОС, далее на воздухе	Ф+П
	Неполный	AС1 + 30...50
Нормализация		АС3 + 50...70	На воздухе	Ф+П
Закалка	Полная	АС3 + 30...50	В воде	М
	Неполная	АС1 + 50...70	В воде	М+Ф
	Частичная	АС3 + 30...50	В масле	М+Т
Отпуск	Низкий	160...250	На воздухе	MОТП
	Средний	350...500	То же	ТОТП
	Высокий	500...680	То же	CОТП
Заэвтектоидные стали
Нормализация		Аcm + 30...50	На воздухе	П+ЦII
Отжиг	Неполный	АС1 + 10...30	С печью до 550 ОС, далее на воздухе	П+ЦII
Закалка	Неполная	АС1 + 30...50	В воде	М+ЦЗ +АОСТ
Отпуск	Низкий	160...200	На воздухе	МОТП+ЦЗ +АОСТ

Обозначения: A_С1, А_С3, А_cm – критические температуры нагрева; Ф - феррит, П - перлит, С - сорбит, М - мартенсит, Т - троостит, Ц_II - цементит вторичный, Ц_З - цементит зернистый; А_ОСТ - остаточный аустенит, М_ОТП – мартенсит отпущенный.