2.9.2. Відпалювання

Відпалювання — термообробка, під час якої доевтектоїдну сталь нагрівають до температури Ас₃ + ЗО...50 °С (рис.2.9.1,а), евтектоїдну й заевтекто'ідну сталі

до температури Ас_х + ЗО...50 °С, витримують при цій температурі і повільно

охолоджують (переваленоразом з піччю). Надмірне підвищення температури нагрівання порівняно з указаним вище призводить до росту зерна аустеніту й до погіршення механічних властивостей сталі.

Вихідними фазами перед нагріванням здебільшого є ферит і цементит. Під час нагрівання й витримки вихідні структури — ферито-перлітна доевтектоїд-ної сталі й перлітна евтектоїдної сталі переходять в аустенітну, а перліто-Цементитна структура заевтектоїдної сталі — в аустеніто-цементитну. Мала швидкість охолодження (30...200 °С/год.) уможливлює зворотні дифузійні фазові перетворення, коли аустеніт доевтектоїдної сталі знову переходить у ферит + перліт, а аустеніт евтектоїдної і заевтектоїдної сталі — в перліт. Отже, новоутворені рівноважні структури (або близькі до них) після закінчення ^ВіДпалювання відрізняються від аналогічних за фазовим складом вихідних структур дрібнішими зернами, оскільки останні утворились із дрібнозернистого

^ тСТ^Ї-ІІТЧ/ m гт тто ґ* Πί^η і ттг илгл /*\ν ґ\ τι ґ*% тт м/· ii υ τ_τ (τ '

Відпалювання застосовують для усунення нерівноважних структур і залий, кових напружень, які виникають під час таких технологічних процесів як липіщ холодна обробка тиском, зварювання. Після відпалювання сталь має низьк твердість і міцність, але підвищену пластичність.

Розрізняють повне і неповне відпалювання.

Повним називають відпалювання з повною перекристалізацією вихідних низькотемпературних фаз, а неповним — відпалювання з повною перекрис­талізацією одної фази й частковою перекристалізацією другої. Повне відпалю­вання застосовують переважно для доевтектоїдних, а неповне — переважно для заевтектоїдних сталей. Під час неповного відпалювання заевтектоїдну сталь, як було вже сказано, нагрівають на ЗО...50 °С вище від Ас, так що в її структурі після нагріву поруч з аустенітом зберігається вторинний цементит.

У процесі неповного відпалювання із аустеніту можна отримати зернистий (а не пластинчастий) перліт. Відпалювання на зернистий перліт називають сферо-їзацією. Центрами кристалізації в дещо переохолодженому нижче від Ас аустеніті є частинки цементиту, що не перейшли в твердий розчин, а також ділянки аустеніту з підвищеною концентрацією вуглецю. Якщо заевтектоїдна сталь була нагріта значно вище від Ас,, тобто так, що цементит здебільш пе­рейшов у твердий розчин, а в аустеніті вирівнявся склад, то під час охолоджен­ня утвориться не зернистий, а пластинчастий перліт.

Сталь зі зернистим перлітом порівняно зі сталлю з пластинчастим перлі­том менш тверда і міцна, але пластичніша. Сталі зі структурою зернистого перліту добре обробляються різанням. У процесі гартування вони отримують структуру мартенситу з рівномірно розподіленими в ньому дрібними глобу­лами цементиту, що підвищує міцність і в'язкість загартованої сталі.

Щоб скоротити тривалість охолодження, нерідко застосовують ізотермічне відпалювання, під час якого заготовку нагріту до температури вище від Ас_}, _ переохолоджують на 50... 100 °С нижче від Аг, і витримують при цій темпера­турі до повного розпаду аустеніту. Далі заготовку вже можна охолоджувати швидко, наприклад, на повітрі. Ізотермічне відпалювання застосовують пере­важно до легованих сталей з тривким переохолодженим аустенітом. Розпада­ючись, аустеніт утворює однорідну двофазову ферито-карбідну структуру при практично однаковій по всій заготовці температурі. Відзначимо, що темпера­туру контролювати легше, ніж швидкість охолодження.