Превращения при отпуске закаленной стали

При нагреве закаленной стали наблюдается четыре превращения.

Первое превращение происходит при нагреве стали до 100 – 200⁰С. При этом из мартенсита, вследствие повышения подвижности атомов, происходит выделение углерода в виде мельчайших пластинок цементита, что сопровождается некоторым уменьшением искажений кристаллической решетки. Образующаяся в результате первого превращения структура (мартенсит + карбиды) называется отпущенным мартенситом (М_отп).

Второе превращение происходит в интервале температур 200 – 300⁰С. При этом остаточный аустенит превращается в отпущенный мартенсит. Наряду с этим продолжается дальнейшее выделение углерода из мартенсита в виде цементитных включений. Искажения решетки практически полностью устраняются, и она становится близкой к кубической.

Третье превращение происходит в интервале температур 300 - 400⁰С. При этом мартенсит распадается полностью. В результате образуется высокодисперсная смесь феррита и цементита, которая называется трооститом отпуска (Т_отп).

Четвертое превращение происходит при нагреве стали до температур 400 – 500⁰С. При этом укрупняются частицы цементита, и образуется структура сорбит отпуска (С_отп).

8

Изменение структуры при нагреве вызывает изменение механических свойств закаленной стали. С повышением температуры таердость и прочность понижаются, а вязкость и пластичность повышаются.

Феррито – цементитные смеси, получаемые при распаде аустенита (троостит и сорбит), отличаются от феррито – цементитных смесей, образующихся при распаде мартенсита. Троостит и сорбит имеют пластинчатую форму цементита, а тростит отпуска и сорбит отпуска – зернистую (округлую). Структуры с зернистой формой цементита характеризуются большей пластичностью и вязкостью при равной твердости со структурами с пластинчатой формой цементита.

2. Основы технологии термической обработки

Отжиг

Отжигом называется процесс термической обработки, заключающийся в нагреве стали до определенной температуры, выдержке и последующем медленном охлаждении.

Отжиг относится к промежуточным видам термической обработки и его применяют для заготовок деталей машин.

Для сталей применяют два вида отжига: отжиг  рода и отжиг  рода.

Проведение отжига  рода не связано с фазовыми превращениями в металле в твердом состоянии. В зависимости от назначения применяют следующие виды отжига  рода: диффузионный, рекристаллизационный и отжиг для снятия остаточных напряжений (рис. 3.6).

Диффузионный отжиг применяют для устранения химческой неоднородности в слитках и отливках (чаще из высоколегированных сталей), возникшей при кристаллизации металла. Его проводят при высокой температуре 1000 - 1200⁰С и большом времени выдержки (8 – 20ч).

Рекристаллизационный отжиг обычно проводят для устранения наклепа холоднодеформированной углеродистой стали с 0,1 – 0,2%С при температуре 680 – 700⁰С. У стали за счет прохождения рекристаллизационных процессов понижаются прочность и твердость и повышается пластичность.

Отжиг для снятия остаточных напряжений производят с целью устранения напряжений, образующихся в металле при получении заготовок ковкой, штамповкой, литьем, сваркой, способных вызвать их коробление и разрушение.

9