7.4. Превращения, протекающие при нагреве закаленной стали

Закаленная сталь, наряду с большим пределом прочности и высокой твердостью, обладает пониженной ударной вязкостью и, соответственно, повышенной хрупкостью. Для ее снижения сталь после закалки подвергают отпуску.

Отпуск заключается в нагреве закаленных сталей до температур ниже с выдержкой при данной температуре и последующим охлаждением.

Зарождение карбидов происходит при нагреве до температуры . При этом вначале появляются участки с повышенной концентрацией углерода, на которых далее образуются зародыши карбидной фазы. Такую фазу называютмартенситом отпуска.

Обособление карбидов в самостоятельные кристаллы осуществляется при нагреве до . При этой температуре происходит также превращение остаточного аустенита в мартенсит отпуска.

Коагуляция карбидов происходит в интервале . Скорость диффузии значительно увеличивается, весь избыточный углерод постепенно выделяется из решетки, мелкие кристаллы карбидов сливаются в более крупные. Образуетсятростит отпуска.

Более высокий нагрев приводит к росту карбидов. При их размер составляет(сорбит отпуска). При нагреве до получаютперлит отпуска с размером частиц . С повышением температуры отпуска прочностные свойства стали понижаются, а пластичность растет.

Помимо общей тенденции к повышению ударной вязкости при отпуске, может произойти ее заметное снижение, которое называется отпускной хрупкостью.

Понижение ударной вязкости после отпуска при наблюдается у всех сталей и называетсяотпускной хрупкостью первого рода. Ее причина – неоднородность распада аустенита и выделения цементита по объему детали. Отпускная хрупкость второго рода наблюдается у легированных сталей после отпуска при из-за обособления легированных карбидов по границам зерен. Подавить появление отпускной хрупкости можно быстрым охлаждением с температуры отпуска.

Лекция 8. Технология термической обработки

8.1. Виды термической обработки

К основным видам термообработки стали относятся отжиг, закалка, отпуск и нормализация.

8.2. Отжиг

Отжиг – вид термической обработки, в ходе которой металл подвергается медленному нагреву, выдержке и медленному охлаждению (чтобы избежать возникновение новых термических напряжений). Сплав получает равновесную структуру, снимаются внутренние напряжения. Отжиг вызывает разупрочнение и повышение пластичности. По назначению выделяют несколько видов отжига.

Диффузионный отжиг (см. 5.1) проводится при температуре (наниже температуры линии солидус).

Рекристаллизационный отжиг (см. 3.3) осуществляется при температуре .

Отжиг для снятия внутренних напряжений используют после ковки, сварки, литья. Температура нагрева - .

Сфероидизирующий отжиг применяют в основном для инструментальных сталей.

В ходе проведения этого вида термообработки цементит перлита приобретает округлую форму, что улучшает обрабатываемость резанием и является подготовкой к закалке. Температура нагрева - .

Изотермический отжиг – вид отжига, при котором изделия после нагрева помещают в соляную ванну с температурой, обеспечивающей получение нужной структуры в соответствии с диаграммой изотермического распада аустенита (см. 7.3).