Влияние температуры отпуска на превращение мартенсита закалки

Выбор режимов при отпуске

Температура нагрева при отпуске зависит от назначения стали. При нагреве до различных температур могут быть получены различные сочетания твёрдости и вязкости. Выполнение одного из видов отпус­ка закалённой на мартенсит стали является обязательной операцией.

Низкий отпуск (150 – 200 °С) назначается для инструментальных ста­лей (0,7 - 1,3 % углерода) для повышения вязкости (КСU» 0,2 МДж/м²) при сохранении твёрдости (НRС_Э 60). Отпуску подвергаются режущий, мерительный, слесарный и штамповый инструмент.

Среднему отпуску (300 - 400 °С) подвергаются изделия типа рес­соры и пружины из конструкционных сталей с содержанием углерода 0,5 — 0,7 % для получения твёрдости НRС_Э 40, повышенных значений ударной вязкости (КСU» 0,4 МДж/м²) и предела упругости.

Высокий отпуск 500 – 600 °С выполняется для конструкционных сталей с содержанием углерода 0,3 - 0,5 % для получения твердос­ти НRС_Э 25 и наивысшей ударной вязкости ( КСU» 0,3 МДж/м²), иск­лючающей хрупкое разрушение изделий типа валов, шатунов. Время выдержки при отпуске назначается примерно в 2 раза боль­ше, чем время выдержки при закалке.

Это обусловлено, во-первых, тем, что прогрев изделий при температурах отпуска происходит мед­леннее, чем при температурах нагрева при закалке, и, во-вторых, значительной длительностью диффузионного процесса распада мартен­сита на феррито-цементитную смесь при пониженных температурах отпуска.

Скорость охлаждения существенного влияния на структуру и свой­ства сталей не оказывает, поскольку все превращения должны завер­шиться в процессе выдержки при температуре отпуска. Обычно охлаж­дение выполняется на спокойном воздухе.

При нагреве до 200 °С (низкий отпуск) частично снимаются внут­ренние напряжения, так как внутри твёрдого раствора незначитель­ное количество углерода, взаимодействуя с железом, образует e - карбид (Fe_ХС, где X = 2,0 - 2,4), а содержание углерода в основном объёме мартенсита снижается. Это приводит к повышению вязкости стали практически без разупрочнения, т. е. без снижения прочности и твёрдости. Полученную структуру называют мартенситом отпуска.

При повышении температуры до 300 – 400 °С (средний отпуск) мартенсит закалки распадается на феррит и цементит. Наличие ферри­та - фазы с весьма низкой твёрдостью разупрочняет сталь, но повышает её вязкость. Структура, полученная средним от­пуском, называется трооститом отпуска - весьма дисперсная феррито-цементитная смесь зернистой формы. В этой смеси цементит имеет форму, близкую к округлой (зернистой).

Дальнейшее повышение температуры до 500 – 600 °С (высокий от­пуск) приводит к коагуляции (укрупнению) цементитных частиц за счёт растворения более мелких, что обусловливает дальнейшее разуп­рочнение стали и повышение вязкости. Структура, полученная при высоком отпуске, называется сорбитом отпуска – дисперсная (т. е. мелкая) феррито-цементитная смесь зернистой формы.

Дата добавления: 2014-11-25