Отпуск стали
Отпуск является заключительной операцией термической обработки, её правильности проведения которой зависит качество детали. Рекомендуется осуществлять его сразу после закалки. Выбор температуры отпуска определяется окончательной твёрдостью детали (рисунок 6). С повышением температуры отпуска твёрдость и прочность понижаются, а пластичность и вязкость увеличиваются. В зависимости от технических требований, предъявляемых к детали, применяются следующие виды отпуска.
ºС
Рисунок 6 - Зависимость твёрдости от температуры отпуска для углеродистых сталей с различным содержанием углерода
Низкий отпуск (150…200ºС) снижает внутренние напряжения. Применяется для изделий, где требуется высокая твёрдость 56…64 HRC и износостойкость. Продолжительность отпуска зависит от размеров детали (0,5…4 ч). Охлаждение после отпуска на воздухе . Применяется для инструмента, цементуемых деталей, работающих на износ (поверхность шестерен после цементации, кулачки вала после высококачественной закалки и др.).Для выполнения данного задания(расчет режима на одну деталь) общее время пребывания детали в электропечи при отпускесоставляет примерно 2 мин на 1 мм максимального сечения для углеродистых сталей и 3 мин – для легированных сталей (но не менее 30-40 мин для деталей небольшого сечения).
В структуре стали сохраняется мартенсит, но с несколько измененной кристаллической решеткой, в результате чего немного уменьшается твёрдость и внутренние напряжения. Структура – отпущенный мартенсит, или мартенсит отпуска (рисунок 7).
Рисунок 7 - Мартенсит отпущенный
Средний отпуск (350…500ºС) обеспечивает высокую твёрдость 40…50HRC и максимальный предел упругости. Применятся для пружин, рессор, а также штампов. Охлаждение после отпуска при 400…500ºС следует проводить в воде, что способствует образованию на поверхности сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости пружин. Структура стали после отпуска состоит в основном из троостита отпуска, то есть представляет собой мелкодисперсную смесь феррита и цементита (рисунок 8)
Рисунок 8- Троостит отпуска
Высокий отпуск (500…600ºС) применяется для деталей, которым требуется сочетание высокой вязкости и достаточной прочности с твёрдостью 20…25HRC. Применяется для ответственных крепежных деталей и изделий машин из конструкционных сталей (валы, оси, шатуны и др.) с содержанием углерода 0,3…0,5%. Закалку с высоким отпуском называют улучшением. Некоторые стали, особенно специальные, при медленном охлаждении после отпуска с температур выше 450ºС приобретают так называемую отпускную хрупкость, которая заключается в понижении ударной вязкости. Для предупреждения отпускной хрупкости после высокого отпуска изделия необходимо быстро охладить в масла. Длительность отпуска – 1…6 часов в зависимости от размеров детали. Для выполнения данного задания можно принять продолжительность отпуска из расчета 2мин/мм сечения для углеродистых и 3 мин для легированных сталей. Для мелких деталей – 30-40 мин. Структура – сорбит отпуска (феррито-цементитная смесь средней дисперсности и зернистого строения) (рисунок 9).
Рисунок 9 - Сорбит отпуска