При нагріванні загартованої сталі в докритичному інтервалі температур (t <А1 =727 о С) в ней развиваются диффузионные процессы, постепенно приближающие структуру и свойства стали к равновесному состоянию– это процессы отпуска.
Структура і властивості стали при відпустці залежать від температури нагріву. Відповідно розрізняють три види відпустки: низький (≈200 о С), середній (≈400 о С), високий (≈600 о С).
В результаті утворюється ферито - цементітная суміш, звана троостита відпустки. Твердість і міцність помітно знижуються, підвищується ударна в'язкість. Така структура при твердості HRCе 35 ... 45 забезпечує найбільшу пружність стали, тому середній відпустку зазвичай застосовують для пружин, ресор, мембран, ударного інструменту.
При високому відпустці змін в фазовому складі (Ф + Ц) вже не відбувається (див. Діаграму Fe-Ц), але розвиваються дифузійні процеси укрупнення і округлення частинок цементиту, що супроводжується подальшим зниженням міцності і твердості, підвищенням пластичності і ударної в'язкості. Відповідна структура називається сорбітом відпустки.
Термічна обробка, що складається з гарту і високого відпустки, називається поліпшенням. Вона застосовується для відповідальних виробів (валів, важелів, зубчастих коліс і т.п.), що виготовляються з середньовуглецевих (0,3 ... 0,5% С) поліпшуються сталей. так як забезпечує в цьому випадку найкращий комплекс механічних властивостей - максимальну ударну в'язкість при досить високій міцності. Високі механічні властивості сорбіту відпустки обумовлені малими розмірами і округлою формою частинок цементиту (на відміну від сорбіту гарту, в якому гострі кінці пластинок цементиту грають роль концентраторів напружень, що сприяють зародженню мікротріщин).
На рис. 2.2.6 в якості прикладу показано зміна механічних властивостей стали 45 в залежності від температури відпустки.
Мал. 2.2.6. Залежно механічних властивостей загартованої сталі від температури відпустки (сталь 45)
Зауважимо, що з підвищенням температури відпустки властивості наближаються до значень, відповідним Відпалений (рівноважного) стану, але не досягають їх навіть при високому відпустці (зокрема, зберігається більш висока твердість і міцність).
Очевидно, що правильний вибір температури відпустки дозволяє сформувати остаточну структуру і комплекс механічних властивостей, що забезпечують успішну роботу вироби даного призначення.
На початку цього теми (2.2) зазначалося, що всі відповідальні сталеві вироби повинні проходити зміцнюючу термічну обробку, що складається з гарту і відпустки. Тому дана тема з точки зору і теорії та практики - одна з найбільш важливих в курсі матеріалознавства. Відповідні знання вкрай необхідні для виконання як першої, так і другої частини контрольної роботи, присвяченій вибору матеріалів для виробів різного призначення. Тому вивчення матеріалу даної теми потрібно приділити особливу увагу. Всі явища, що стосуються термічної обробки сталей, входять і в обов'язковий перелік екзаменаційних питань. Рекомендується також виконати лабораторну роботу 6 і, звичайно, відповісти на питання для самоперевірки.
Питання для самоперевірки до теми 2.2
1. З яких етапів складається упрочняющая термічна обробка сталей?
2. Що таке загартування сталей? Яка її мета?
3. Намалюйте діаграму ізотермічного перетворення переохолодженого аустеніту евтектоїдной стали; поясніть сенс її ліній.
4. Що таке критична швидкість загартування (Vкр)? Як визначається її величина?
5. Яку структуру і механічні властивості набуває сталь при охолодженні зі швидкістю V ≥ Vкр?
6. Які структури виходять в стали при охолодженні зі швидкостями V 9. Який недолік стали після гарту? 10. Що таке відпустка, яка його мета? 11. Перелічіть види і режими відпустки. Як змінюються структура і властивості загартованої сталі з підвищенням температури відпустки? 12. Що таке «покращення»? Які стали (і вироби) йому піддаються? Проміжні тести до теми 2.2 I. Яка обробка сталевих виробів називається «поліпшенням»? 2. Загартування + низький відпустку. 3. Високий відпустку. 4. Загартування + високий відпустку. 5. Шліфування поверхні. II. Яка фаза повинна обов'язково бути присутнім в стали при температурі її нагрівання під загартування? III. Яка структура забезпечує максимальну твердість доевтектоїдної стали? 1. Перлит + ферит. 5. Сорбіт відпустки. IV. Яку структуру повинна мати відповідальна деталь з среднеуглеродистой стали, що працює при динамічних (ударних) навантаженнях? 2. Ферит + перліт. 5. Сорбіт відпустки. V. Повна гарт - це загартування стали з однофазного аустенітного стану. Яка структура виходить при повному загартування доевтектоїдних сталей? 3. Ферит + перліт. VI. Для заевтектоідних сталей застосовують загартування з двофазного стану (неповну). Яку структуру повинна мати сталь У10 після такого гарту? 1. Перлит + цементит вторинний (П + Ц II). 3. Аустеніт + ЦII. VII. Як змінюються міцність (sв) і ударна в'язкість (KCU) з підвищенням температури відпустки? 1. sв і KCU збільшуються. 2. sв зростає, KCU падає. 3. sв падає, KCU зростає. 4. sв не змінюється, KCU зростає. 5. sв і KCU зменшуються. VIII. Яке з перерахованих тверджень невірно? 2) дисперсністю структури; 4) великою кількістю дислокацій; 5) наявністю сильних внутрішніх напружень.Схожі статті