23.Распад переохлажденного аустенита. Кривые распада.

При закалке, нормализации и отжиге происходит распад переохлажденного аустенита, при этом возможны три типа превращений: перлитное, промежуточное (бейнитное), мартенситное. Легирующие элементы существенно влияют на кинетику механизм этих превращений.

Свойства и строение продуктов превращения аустенита зависят от температуры, при которой происходил процесс его распада.

При высоких температурах, т.е. при малых степенях переохлаждения, получается достаточно грубая смесь феррита и цементита. Эта смесь называется перлитом.

При более низких температурах, и, следовательно при больших степенях переохлаждения дисперсность структур возрастает и твердость продуктов повышается. Мелкопластинчатый перлит, образующийся при температурах 650÷600°С, называется сорбитом.

В районе выступа кривых начала и конца распада получается очень тонкодисперсный перлит, который называется трооститом (троститом).

Таким образом, перлит, сорбит и тростит – структуры с одинаковой природой (феррит + цементит), которые отличаются степенью дисперсности феррита и цементита.

Перлитные структуры могут быть двух типов: зернистые (цементит находится в форме зернышек) или пластинчатые (в форме пластинок). Однородный (гомогенный) аустенит всегда превращается в пластинчатый перлит. Следовательно, нагрев до высокой температуры, который создает условия для образования более однородной структуры, способствует появлению пластинчатых структур. Неоднородный аустенит при всех степенях переохлаждения дает зернистый перлит, следовательно, нагрев до невысокой температуры (для заэвтектоидной стали ниже Ас3) ведет к образованию при охлаждении зернистого перлита.

Таким образом, размер цементитных частиц зависит от температуры превращения аустенита, а форма цементита – от температуры нагрева.

Ниже выступа кривых начала и конца распада аустенита превращение происходит в особую структуру, называемую бейнитом. Он также состоит из мелкодисперсных частиц феррита и цементита. Превращение аустенита в бейнит происходит при относительно низких температурах. Превращение сопровождается увеличением объема, приводящим к большим внутренним напряжениям.

В связи с различным строением продукты распада аустенита обладают разными механическими свойствами. Перлит наиболее пластичен, но твердость и прочность его ниже, чем у остальных структур. По мере повышения дисперсности строения прочность возрастает, а пластические свойства снижаются.

Если охлаждать аустенит со скоростью больше, чем νк (νк – кривая охлаждения, касательная выступу С – кривой), то это приведет к образованию мартенсита.

24.Отпуск сталей. Виды отпуска.

Отпуском  называется операция термической обработки, сос­тоящая в нагреве закаленной стали до температуры ниже критичес­кой А_C1, выдержке при этой температуре и последующем медленном или быстром охлаждении. Цель отпуска — устранить или умень­шить напряжения в стали, повысить вязкость и понизить твер­дость.

Отпуск является заключительной операцией термической обра­ботки, и правильное выполнение его в значительной степени опре­деляет качество готовой закаленной детали.

В зависимости от температуры нагрева различают низкий, сред­ний и высокий отпуск.

 Низкий  отпуск  достигается нагревом до температуры 150—250° С, выдержкой при этой температуре и последующим ох­лаждением на воздухе. При выдержке во время отпуска в указанном интервале температур мартенсит закалки превращается в мартен­сит отпуска, при этом внутренние напряжения частично снимаются и остаточный аустенит превращается в мартенсит отпуска.

В результате низкого отпуска сталь сохраняет высокую твер­дость, а иногда твердость повышается за счет распада остаточного аустенита; устраняется закалочная хрупкость. Такой отпуск приме­няют для режущего инструмента и изделий, которым необходима высокая твердость. Превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска способствует стабилизации размеров детали, что необходи­мо для измерительного инструмента, изготовляемого из инструмен­тальной стали. Этому инструменту также дают низкий отпуск.

 Средний  отпуск производят при 300—500° С. Твердость стали заметно понижается, вязкость увеличивается. Средний от­пуск применяют для пружин, рессор, а также инструмента, кото­рый должен иметь значительную прочность и упругость при средней твердости.

 Высокий  отпуск происходит при 500—600° С, его ос­новное назначение — получить наибольшую вязкость при доста­точных пределах прочности и упругости стали. Применяют этот вид отпуска для деталей из конструкционных сталей, подвергающихся действию высоких напряжений, особенно при ударной нагрузке

Для деталей различных машин и станков обычно применяют термическую обработку, состоящую в закалкеспоследующим высо­ким отпуском при температуре, обеспечивающей получение сорбита отпуска и хорошего сочетания прочностных и пластических свойств.

Такая термическая обработка называется «улучшением стали».

Нагрев при отпуске можно производить в тех же печах, которые применяют для других видов термической обработки, но он требует более равномерной температуры и более точного контроля.