Отпуск углеродистой стали 45 цель работы

Научиться практически проводить операцию отпуска углеродистой стали, изучить влияние температуры отпуска и скорости охлаждения на механические свойства отпущенной стали.

1. Теоретическая часть

Отпуском называется вид термической обработки, при которой за­каленная сталь нагревается до температуры ниже Аа и охлаждается.

Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь приобретает требуемые механические свойства. При отпуске скорость охлаждения мало влияет на механические свойства стали, так как температура нагрева ниже температуры фазовых превраще­ний. Поэтому все изменения в структуре, которые происходят в стали, ос­таются в ней независимо от скорости охлаждения.

Целью отпуска является изменение структуры и свойств закаленной стали; при этом происходит повышение пластичности и, как правило, уменьшение твердости. При отпуске частично или полностью устраняются внутренние напряжения, вызванные закалкой.

Структура закаленной стали состоит из мартенсита и остаточного ау­стенита, кроме того, в стали возникают большие внутренние напряжения из-за объемных изменений при большой скорости охлаждения. Мартен- ситная структура - структура неустойчивая, стремящаяся к более устойчи­вому равновесию. Однако при низких температурах диффузионные про­цессы заторможены, и процесс распада мартенсита будет проходить очень медленно.

В зависимости от температуры нагрева различают три вида отпуска: низкотемпературный, среднетемпературный и высокотемпературный.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ (НИЗКИЙ) ОТПУСК проводят нагре­вом стали до 150...250 °С и выдержкой при этой температуре (обычно 1 - - .2,5 часа). При этом снижаются внутренние напряжения, мартенсит за­калки переводится в отпущенный мартенсит и твердость стали снижается на несколько единиц HRC. Если в стали было значительное количество ос­таточного аустенита, то после низкотемпературного отпуска он переходит в отпущенный мартенсит, что может привести к небольшому увеличению твердости на 2...3 единицы H.RC. Этот отпуск повышает прочность и не­много улучшает пластичность без заметного снижения твердости. Однако такие изделия плохо воспринимают динамические нагрузки. Низкотемпе­ратурному отпуску подвергаются режущие и измерительные инструменты из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали после це­ментации, поверхностной закалки и т.д.

СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫЙ (СРЕДНИЙ) ОТПУСК проводят при

350. .450 °С. В результате получают структуру троостита отпуска. После этого вида отпуска в изделиях высокая твердость и прочность сочетаются с большим пределом упругости. Поэтому среднему отпуску подвергаются пружины и рессоры.

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ (ВЫСОКИЙ) ОТПУСК проводят при

500. .680 °С. Структура стали после высокого отпуска - сорбит отпуска. При этом почти полностью снимаются внутренние напряжения и значи­тельно повышается ударная вязкость. В отличие от сорбита, полученного после нормализации и имеющего пластинчатый цементит, после высокого отпуска цементит приобретает зернистую форму. Сталь имеет наилучшее сочетание прочности и пластичности. Поэтому такой отпуск применяют для различных деталей из среднеуглеродистых конструкционных сталей (0,3...0,5 % С), испытывающих при эксплуатации ударные нагрузки. За­калку с высоким отпуском часто называют улучшением.