2.9.6. Відпускання

Відпусканням називають нагрівання загартованої сталі до температури меншої від ACj (рис.2.9.1,а), витримування при цій температурі й подальше охолодження. АІЇета відпускання — зменшення залишкових напружень, зниження твердості й підвищення пластичності сталі. Під час відпускання розпадаються мартенсит гартування і залишковий аустеніт, а також укрупнюються й сфероїзуються карбіди. Названі структурні перетворення змінюють механічні властивості відпущених сталей. З підвищенням температури відпускання ί_Β (рис.2.9.3) міцність (σ₀₂, aj і твердість НВ сталей зменшуються, а їх відносне видовження δι відносне звуження ψ зростають.

Залежно від температури нагріву розрізняють низькотемпературне, серед-ньотемпературне і високотемпературне відпускання.

Низькотемпературне відпускання полягає у нагріванні загартованої до температур 150...250 °С (рис.2.9.1, а) звичайно протягом 1...3 год '^ результаті отримують відпущений мартенсит і частково знімають напру_ж гартування. Пластичність низьковідпущеної сталі незначно зроста ^ твердість майже не змінюється. Низькотемпературне відпуска ' ^а застосовують як кінцеву термообробку для різальних і вимірювальн " інструментів, а також до цементованих і поверхнево загартованих вироб' ^Х умови роботи яких вимагають значної поверхневої твердості й висок ' зносотривкості.

Під час середньотемпературного відпускання загартовану сталь нагрівающ до 350...500 °С (рис.2.9.1, а). В межах названих температур нагрівання мартенси гартування і залишковий аустеніт повністю розпадаються на дисперсну ферито-цементитну структуру — троостит відпускання. Така структура поєднує високі границі міцності, пружності й витривалості. Твердість сталі після середньотемпературного відпускання становить 40...50 HRC. Цей вид термообробки застосовують для пружин, ресор, а також для ударного інструменту.

Високотемпературне відпускання вимагає нагрівання загартованої сталі до температур 500...650 °С (рис.2.9.1, а) і забезпечує повний розпад структур гартування й подальшу коагуляцію продуктів розпаду. Утворена зерниста структура — сорбіт відпускання має високу пластичність та ударну в'язкість при задовільній міцності. Високотемпературне відпускання застосовують для деталей, які сприймають значні ударні та знакозмінні навантаження.

2.9.6.1. Відпускна крихкість

Відпускною крихкістю називають окрихчення багатьох конструкційних ста- . лей в певних діапазонах температур відпускання. Схильність відпущених сталей, особливо легованих, до крихкого руйнування найчастіше виявляють графічно, зіставляючи їх ударну в'язкість KCU з відповідною температурою відпускання t_t{puc.2.9.4). Звичайно, підвищення температури відпускання збільшує ударну в'язкість. Однак в інтервалі температур відпускання 250...400 °С спостерігається істотний спад величин ударної в'язкості, визначених при кімнатній температурі. В інтервалі температур відпускання 450...600 °С при повільному охолодженні від цих температур ударна в'язкість нижча (крива 2), ніж при швидкому охолодженні (крива У).

різняють два види відпускної крихкості — неповторювана (І роду) й

_яТорювана (II роду).

U повторювана відпускна крихкість (І роду) спостерігається у відпущених

валі температур 250...400 °С легованих, а також вуглецевих сталях.

^в "'" чення сталей пов'язують з неодночасним розпадом мартенситу всередині

^^К^ та на його границях. Розпад мартенситу в пограничних зонах починається

^ЗЄрНділення й подальшого відокремлення цементиту. В місцях розгґаду

^{3 В} икають концентрації напружень і тому ударна в'язкість сталі після

³¹¹ пускання в інтервалі температур 250...400 °С є менша, ніж після відпускання

^В1 и температурах нижчих за 250 °С. Підвищення температури відпускання

^пР_над 400 °С або тривалості нагрівання спричиняють вирівнювання структури

усьому зерні, внаслідок чого відпускна крихкість сталі зникає. Повторне (після

ідпускання понад 400 °С) нагрівання сталі в інтервалі температур окрихчення

не спричиняється до зниження ударної в'язкості, тобто сталь уже не

повертається до крихкого стану.

Повторювану відпускну крихкість (П роду) мають леговані сталі, відпущені в інтервалі температур 450...600 °С і охолоджені повільно. Швидке охолодження у воді від температури високого відпускання зменшує спад ударної в'язкості аж до повного його зникнення. Повторювана відпускна крихкість не спостерігається у вуглецевих сталях. Повторювану відпускну крихкість найчастіше пов'язують із виділенням на границях колишніх зерен аустеніту шкідливих домішок, особливо фосфору, під час повільного охолодження після високотемпературного відпускання. Цьому сприяють такі широковикористовувані легувальні елементи як хром, марганець і нікель, які також мігрують до границь зерен, де хром і марганець утворюють леговані та спеціальні карбіди.

Підвищена концентрація шкідливих домішок поблизу границь зерен істотно послаблює міжзеренний зв'язок і є однією з причин крихкості. Додавання до легованих сталей в обмеженій кількості молібдену (0,2...0,3 %) або вольфраму (0,5...0,7 %), послаблює відпускну крихкість. Нагрівання попередньо окрихченої сталі до температур понад 600 °С і подальше швидке охолодження можуть обмежити або й зовсім зняти відпускну крихкість. Під час цього розподіл фосфору по зерну вирівнюється, а швидке охолодження стримує дифузію. Проте повторне відпускання при температурах 450...600 °С знову призводить до відпускної крихкості. Звідси пішла назва — повторювана відпускна крихкість.