Дефекты закалки стали и пути их исправления

Вид дефекта	Причина	Способ исправления
Недостаточная твердость	1.Нагрев доэвтектоидных сталей ниже А3. В структуре остается феррит 2.Нагрев заэвтектоидных сталей выше Асм В структуре больше Аост. и отсутствует цементит 3.Недостаточная скорость охлаждения В структуре присутствует тростит	Повторная закалка   Повторная закалка Сменить охладитель или способ закалки Увеличить скорость охлаждения
Трещины	Чрезмерно быстрое охлаждение в мартенситном интервале	Сменить охладитель или способ закалки. Уменьшить скорость охлаждения
Повышенная хрупкость	Перегрев доэвтектоидных сталей, сильный рост зерна. Наличие в исходной структуре заэвтектоидной стали сетки цементита	Повторная закалка     Перед закалкой провести нормализацию
Сильное обезуглераживание и окисление поверхности	Завышена продолжительность выдержки при нагреве	Уменьшить выдержку до требуемой

Отпуск. После закалки сталь подвергается нагреву ниже А_С1, то есть отпуску. Структура закаленной стали, состоящая из мартенсита и остаточного аустенита – неравновесна, так как мартенсит – это твердый раствор, пересыщенный углеродом, а аустенит устойчив выше А_С1. Поэтому обе структуры при отпуске испытывают распад.

При нагреве до 200-250 °С из мартенсита выделяется углерод и он превращается в мартенсит отпуска. При температурах отпуска выше 250 °С мартенсит переходит в феррит, так как углерод из него полностью выделяется и образуется феррито-цементитная смесь. До 450 °С эта смесь имеет пластинчатое строение, при 500-650 °С – зернистое. Остаточный аустенит при отпуске превращается в мартенсит отпуска. Параллельно с изменением структуры меняются и свойства стали (рис. 4).

В связи с этим различают три вида отпуска:

1. Низкий отпуск. Его проводят при Т_Н=150-200 °С, образуется структура мартенсит отпуска. При этом твердость заметно не снижается, прочность снижается незначительно, пластичность возрастает, но также незначительно.

Низкий отпуск предназначен для инструментов, применяется также после закалки стали токами высокой частоты и закалки цементованных изделий.

2. Средний отпуск проводят при Т_Н=350-450 °С. Формируется структура пластинчатого троостита отпуска, обладающего упругими свойствами. Поэтому средний отпуск предназначен для пружин, рессор и штампового инструмента, работающего в условиях динамического нагружения.

3. Высокий отпуск проводят при Т_Н=500-650 °С. Он формирует структуру зернистого сорбита и позволяет получить оптимальное сочетание прочностных характеристик конструкционных сталей и пластических свойств. Применяют высокий отпуск для деталей машин типа шестерен, осей, валов, шатунов и т.д.

Закалка стали с последующим высоким отпуском называется термическим улучшением, а стали, содержащие 0,3¸0,5 % С, подвергаемые улучшению, улучшаемыми.

Рисунок 4 – Изменение механических свойств закаленной стали в зависимости от температуры отпуска

Недостатком ряда легированных конструкционных улучшаемых сталей является

отпускная хрупкость. Рис. 5

Рис. 5. Влияние отпуска на ударную вязкость легированной стали (схема): 1 -

быстрое охлаждение; 2 - медленное охлаждение.

При медленном охлаждении кривая имеет два минимума - для отпуска при 300 С и при

550 С. Это явление называют отпускной хрупкостью. Отпускная хрупкость в районе 300

проявляется у всех сталей независимо от состава и скорости охлаждения при отпуске.

Падение ударной вязкости связано с распадом остаточного аустенита. Отпускная

хрупкость в районе 550 С проявляется в результате медленного охлаждения, при

быстром - вязкость не уменьшается.

Дата добавления: 2015-06-27