Четыре превращения при отпуске:

1. Низкий отпуск

М закалки α(0,2% С) + ε(Fe2C)

М отпуска

При этом превращении углерод выделяется с образованием ε-фазы, решетка которой имеет неразрывную (когерентную) связь с решеткой мартенсита закалки. Полученная структура называется мартенсит отпуска, при этом снимаются внутренние напряжения, но твердость сохраняется.

Мы знаем, что удельный объем мартенсита больше удельных объемов других структурных составляющих, поэтому на рисунке, приведенном в конце, показано уменьшение объема.

2. 200 -300 град. С

А остаточный α(0,2% С) + ε(Fe2C)

М отпуска

Превращение остаточного аустенита в мартенсит отпуска. Остаточный аустенит мешает получению высокой прочности.

3. Средний отпуск

α(0,2% С) + ε(Fe2C) α(0,02% С) + Fe3C

М отпуска Т отпуска

Происходит переход ε-фазы в цементит (Fe3C), следственно пропадает когерентность. Степень тетрагональности становится равной 1, т.е образуется феррит, при этом снимаются внутренние напряжения, повышается пластичность, прочность понижается. Т.е. в итоге мы получаем троостит отпуска – структуру зернистого типа. Объем уменьшается.

4. Высокий отпуск

α(0,02% С) + Fe3C α(0,02% С) + Fe3C

Т отпуска С отпуска

Происходит коагуляция зерен цементита, в результате мы получаем сорбит отпуска.

Внутренние напряжения снимаются, пластичность повышается, прочность понижается.

100

200

300

400

600

температура

«-« удельный объем структуры «+»

Следует помнить, что:

Низкий отпуск назначается чаще всего для инструмента, чтобы снять напряжения и при этом сохранить его твердость и прочность.

Средний отпуск назначается только для пружинно-рессорной стали, так как нам необходимо сохранить её упругость, что достигается только таким режимом ТО.

Высокий отпуск назначается для улучшаемых сталей( 0,25 -0,5% С).

14) Влияние углерода на механические свойства стали:

Следует помнить простую зависимость: чем больше углерода тем тверже сталь.

Что влечет за собой повышенная твердость стали? Чем больше твердость, тем прочнее сталь, но тем более она хрупкая. Чем тверже сталь тем сложнее её механическая обработка, тем ниже её динамические характеристики, тем она менее пластична.

Влияние легирующих элементов на механические свойства стали:

Все легирующие элементы повышают прочность стали и понижают её пластичность

Особую роль здесь играет никель, когда его меньше 4,5 % в стали, то сохраняется её высокая прочность и пластичность. Если же его больше то пластичность стали резко понижается. Следует также помнить что, никиель резко понижает порог хладноломкости стали.

Многие легирующие элементы (Cr,Mr, и т.д.) очень сильно увеличивают прокаливаемость стали.

Al и Co смещают вверх линию Мн , остальные понижают.

Все легирующие элементы скапливаются по границе зерна, образуя либо нитриды, либо карбиды, тем самым они сдерживают рост зерен при нагреве (теория барьеров)

Не карбидообразующие элементы (Al, Ni, и т.д.) на температуру отпуска стали не влияют, карбидообразующие повышают температуру отпуска стали.

Для легированных сталей характерна отпускная хрупкость 1- , 2- рода.

Уменьшение удельной вязкости при температуре 300-400 град. С – это отпускная хрупкость 1-рода.(Необратимый процесс) Рекомендуется не применять данные температуры отпуска, кроме пружинно-рессорной стали, т.к. мы боремся за упругость стали.

Отпускная хрупкость 2-рода –уменьшение удельной вязкости при температуре 500-600 град. С, но этот процесс обратим. Рекомендуется: быстрое охлаждение, контроль металла по серии, добавление небольшого количества W или Мо.