5. Перегрев стали при закалке (шлиф № 4)

Сталь можно перегреть не только при отжиге, но и при закалке. Результат после закалки тот же – рост зерна, здесь это крупно-игольчатый мартенсит. Так, если сталь с 0,45% С нагреть перед закалкой не до 860⁰, а до 1000⁰, а затем охладить в воде, получится структура крупно-игольчатого мартенсита (рис.4). Такая сталь при закалке обладает большой хрупкостью. Исправление этого брака – нормальный отжиг для измельчения зерна с нормальной последующей закалкой.

Рис. 4. Сталь 45. Перегрев при закалке. Крупно-игольчатый тетрагональный мартенсит закалки (х500);

6.Закалка в масле (шлиф № 5)

Если сталь с 0,45% С нагреть до нормальной температуры закалки для этой стали – до 860⁰ (выше точки Ас₃) и охладить не в воде, а в масле, то получится структура троостита, т.к. охлаждение в масле, медленнее, чем в воде и происходит со скоростью ниже критической. В результате образующийся мартенсит частично распадается на троостит закалки.

Н

Т

М

а шлифе темные участки – троостит закалки, светлые участки – мартенсит закалки (рис 4.).

Рис. 4. Сталь 45. Закалка в масле. Мартенсит и троостит закалки (х500);

Т М

7.Неполная закалка (шлиф № 6)

Если сталь с 0,45% С нагреть до температуры выше точки Ас₁, но ниже точки Ас₃ (температура 760⁰), а затем быстро охладить в воде, то такая закалка стали называется неполной закалкой. Структура после неполной закалки, состоит из феррита и мартенсита. Твердость стали при этом по сравнению с нормально закаленной сталью пониженная, т.к. феррит – мягкая структурная составляющая не меняющаяся при закалке.

При нагреве стали 45 до температуры 760⁰ эта сталь согласно диаграмме состояния Fe-С, имеет две фазы: аустенит и феррит. При охлаждении в воде аустенит переходит в мартенисит, а феррит остается стали без изменения. Поэтому, структура стали после неполной закалки, состоит из феррита и мартенсита. Твердость стали при этом, по сравнению с нормально закаленной сталью, пониженная, т.к. феррит – мягкая структурная составляющая не меняющаяся при закалке. Тем не менее, такая структура, состоящая из механической смеси мягких и твердых микрочастиц, хорошо работает в парах трения на износ, особенно при низких рабочих скоростях может использоваться, например, в ручных механизмах машин, как наиболее дешевая. Для получения высокой твердости, необходимо деталь закалить с нормальной температурой закалки.

Чем ближе температура нагрева стали перед закалкой ктемпературе Ас₃, тем меньше в структуре закаленной стали феррита, и наоборот. На шлифе: основное поле – мелко-игольчатый мартенсит (светлые участки); включения разбросанных темных островков – феррит (рис. 5).

М

Ф

Рис. 5. Сталь 45.

Неполная закалка. Мартенсит и феррит (х500).

8. Мартенсит отпуска (шлиф № 7)

Структура образуется в результате низкого отпуска (150-200^о) мартенсита закалки и при распаде остаточного (после закалки) аустенита в высокоуглеродистых сталях (свыше 0,6%С). Представляет собой мелко-игольчатый, почти кубический мартенсит, темные иглы на светлом поле. Применяется для снятия внутренних напряжений после закалки на высокую твердость. Чаще всего, для инструмента.

Рис.6. Сталь 45. х500.

Закалка и низкий отпуск.

Мелко-игольчатый мартенсит отпуска.

(Темные иглы на светлом фоне)