V1 – отжиг при непрерывном охлаждении;

V2 – охлаждение при изотермическом отжиге;

V3 – охлаждение при нормализации.

На диаграмме показаны скорости охлаждения V, соответствую­щие различным видам термической обработки. Критическая скорость закалки V_кр. является граничной скоростью охлаждения между диф­фузионным и бездиффузионным превращениями переохлажденного аусте­нита.

Рекристаллизационный отжиг применяется для снятия наклепа и восстановления пластичности металла после холодной деформации.

Нагрев производится до температуры, равной (0,4...0,45)Т_пл, т. е. 450...650°С (ниже Ас₁), затем следует выдержка и медленное охлаждение с печью. В результате рекристаллизационного отжига вместо деформированных образуются новые равноосные зерна, остаточные напряжения снимают­ся, твердость понижается, а пластичность увеличивается.

Гомогенизирущий (диффузионный) отжиг заключается в нагреве стали до 1100...1200°С, длительной выдержке при указан­ной температуре и последующем медленном охлаждении. Применяется для устранения дендритной и зональной неоднородностей по хими­ческому составу (ликвации) в литых заготовках. Применяется для устранения дендритной и зональной неоднородностей по хими­ческому составу (ликвации) в литых заготовках.

При длительной выдержке в области высоких температур наблю­дается интенсивный рост зерна, приводящий к снижению механичес­ких свойств. Для исправления структуры и улучшения свойств тре­буется дополнительная термическая обработка (обычно нормализа­ция или полный отжиг).

Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до Ас₃+(40...50)°С, заэвтектоидной – до Ас₁+(50...60)°С (рис. 2). После выдержки охлаждение производится на воздухе.

Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при более низких температурах по сравнению с отжигом, что оп­ределяет различные свойства отожженной и нормализованной стали. Чем выше степень переохлаждения аустенита, т. е. ниже его темпера­тура распада, тем мельче получается зерно в металле и дисперснее пластинки феррито-цементитной смеси, выше твердость, прочность, но ниже пластичность стали.

Нормализация вызывает фазовую перекристаллизацию, поэтому способствует устранению пороков структуры, измельчению зерна. В заэвтектоидной стали нормализация устраняет грубую сетку вто­ричного цементита, так как при ускоренном охлаждении он не успева­ет образоваться по границам зерен.

4. Порядок выполнения работы

1. Получить опытные образцы, записать марку стали, испытать твердость образцов по Роквеллу (шкала В).

2. Закалить образцы от температуры Ас3 + (30…50)°С с выдержкой их при указанной температуре 15мин и охлаждением в воде.

3. Зачистить закаленные образцы наждачной бумагой и испытать на твердость по Роквеллу (шкала С).

4. Нагреть закаленные образцы до температуры Ас₃+(30…50)°С и выдержать их в печи 15мин.

5. Охладить образец № 1, подлежащий нормализации, на спокойном воздухе.

6. Перенести образец № 2, подлежащий изотермическому отжигу, в печь с температурой 690…700°С, выдержать 30мин и охладить на спокойном воздухе.

7. Зачистить термически обработанные образцы наждачной бумагой и испытать на твердость по Роквеллу (шкала В).