Превращение при отпуске

• Мартенсит закалки – неравновесная структура, сохраняющаяся при низ-ких температурах. При закалке возникают большие внутренние напряже-ния в результате объемных изменений: мартенсит имеет больший объем, чем аустенит. Для получения более равновесного состояния после закал-ки изделия подвергают отпуску, нагревая их до температур ниже Ас1.

• Различают 4 основных превращения, происходящих при нагреве закаленной стали.

• I превращение.. В интервале температур 80 –200^ОС в отдельных участ-ках исходного мартенсита происходит выделение тончайших пластин карбида железа, так называемый ε -карбид, по составу близкий к Fe₂C. В результате образуется структура отпущенный мартенсит.

• II превращение. В интервале температур 200-300 ^ОС остаточный аусте-нит переходит в отпущенный мартенсит. При этом происходит уменьше-ние тетрагональности мартенсита и при температурах ближе к 300 ^ОС на-чинается обособление и рост частичек карбида.

• III превращение. В интервале температур 300-400 ^ОС карбидные части-цы полностью обособляются, приобретают строение Fe₃C и начинают расти. Образующаяся высокодисперсная смесь феррита и цементита на-зывается трооститом отпуска.

• IV превращение. Выше 400 ^ОС происходит рост частиц карбида. При 550-600 ^ОС образуется сорбит отпуска. В отличие от сорбита закалки сорбит отпуска имеет округлую форму. При нагреве стали до 650-700 ^ОС получают перлит отпуска (зернистый перлит)

Виды термической обработки (Т/О) стали.

• Отжиг

• Нормализация

• Закалка

• Отпуск

Отжиг

• После отливки, прокатки и ковки стальные заготовки охлаждаются не-равномерно, результатом чего является неоднородность структуры и свойств в различных местах заготовок, а также появление внутренних напряжений. Кроме того, при затвердевании отливки получаются неод-нородными по составу вследствие ликвации (неоднородность состава по объему кристалла). Для получения более равновесной структуры по-луфабрикаты или детали подвергают отжигу I рода (нагрев для снятия остаточных напряжений, рекристаллизационный отжиг, диффузионный отжиг).

• Полный отжиг (или отжиг II рода) связан с фазовой перекристал-лизацией. Это нагрев выше критических температур, выдержка при дан-ной температуре и медленное охлаждение (обычно вместе с печью).

• Существует несколько разновидностей отжига.

• Для доэвтектоидых сталей, которые относят к конструкционным ста-лям, наибольшее применение находит перекристаллизационный от-жиг.

• Цель: Для снижения твердости, повышения пластичности и получения однородной мелкозернистой структуры. Одновременно полностью сни-маются все остаточные напряжения.

• Режим т/о: Нагрев до Ас₃ + (30-50^ОС)

• Выдержка;

• Охлаждение (медленное)

• Для эвтектоидных и заэвтектоидных сталей, которые относят к инст-рументальным сталям, применяют сфероидизирующий отжиг (сферо-идизация) или отжиг на зернистый перлит.

• Высокое содержание углерода от 0, 7 до 2% обусловливает высокую твердость инструментальных сталей, что затрудняет их обработку реза-нием. Наименьшую твердость имеют стали со структурой зернистого перлита, когда цементит перлита имеет округлую форму.

• В заэвтектоидных сталях необходимо сфероидизировать не только эвтек-тоидный (перлитный) цементит, но и цементит вторичный, который вы-деляется в виде сетки по границам зерен при медленном охлаждении. Этот заэвтектоидный цементит сфероидизируется труднее, чем цементит перлита, поэтому заэвтектоидные стали предварительно подвергают нор-мализации (см. ниже), что вызывает измельчение цементита и разрыв сет-ки цементита на границах зерен, что облегчает сфероидизацию при вто-ричном нагреве.

• Цель: Снижение твердости для лучшей обрабатываемости резанием, повышение пластичности и вязкости, а так же подготовка к закалке.

• Режим т/о: Нагрев до Ас₁ + (30 – 50^оС)

• Выдержка

• Медленное охлаждение.

• Таким образом, для заэвтектоидных сталей применяют неполный отжиг, т.к. продукты превращения однородного аустенита (при полном отжиге) имеют пластинчатое строение.