Перекристаллизационный отжиг конструкционных сталей

Конструкционные стали чаще всего содержат углерод в количестве до 0,7%, т.е. являются доэвтектоидными сталями.

Перекристаллизационный отжиг проводят для снижения твердости, повышения пластичности и получения однородной мелкозернистой структуры. Одновременно при отжиге полностью снимаются остаточные напряжения.

Полуфабрикаты из конструкционных сталей после литья или горячего деформирования могут иметь повышенную твердость, что затруднит их обработку резанием и приведет к понижению пластичности. Кроме того, отливки и горячедеформированная сталь часто приобретают структурные дефекты, ухудшающие их свойства.

Характерный структурный дефект стальных отливок – крупнозернистость.

При ускоренном охлаждении крупнозернистого аустенита создаются условия для образования видманштеттовой структуры[4]. При ее образовании выполняется принцип размерного и структурного соответствия, в результате чего кристаллы доэвтектоидного феррита ориентированно прорастают относительно кристаллической решетки аустенита и имеют форму пластин.

Типичная структура литой стали и видманштеттова структура горячедеформированной стали показаны на рис. 7.14.

Размер зерна аустенита, образующегося после обработки давлением, как показывает опыт, определяется температурой окончания обработки: если эта температура намного превышает Ас3, то образуется крупнозернистый аустенит и после охлаждения – грубая структура продуктов распада, если же он лежит в межкритическом интервале температур (между А1  и А3), возникает другой структурный дефект – строчечность в расположении структурных составляющих – феррита и перлита, что обусловливает значительную анизотропию свойств.

Строчечная структура чаще возникает из-за загрязнения стали неметаллическими включениями, обычно сульфидами, а также в результате ликвации фосфора.

При обработке давлением включения вытягиваются. Феррит, зарождаясь на вытянутых включениях, образует вытянутые скопления. Строчечность структуры, вызванная неметаллическими включениями, не исправляется отжигом.

Горячекатаная сталь со строчечной структурой (рис. 7.15) имеет худшие механические свойства (прочность, пластичность и вязкость) в поперечном и высотном направлениях по сравнению с основным направлением деформации.

Для полной перекристаллизации структуры конструкционные стали нагревают до температуры, превышающей температуру АС3 на 30 – 50ºС . при более высоком нагреве произойдет укрупнение аустенитных зерен. После сквозного прогрева изделия следует медленно охлаждать, чтобы обеспечить в результате распада аустенита равновесную феррито-перлитную структуру и соответственно низкую твердость и высокую пластичность.

Скорость охлаждения при отжиге выбирают в зависимости от степени легированности стали. Углеродистые стали получаются достаточно мягкими при скорости охлаждения 100 – 200ºС/ч. Легированные стали с более высокой устойчивостью переохлажденного аустенита нужно охлаждать медленнее – со скоростью 20 – 70ºС/ч. Высоколегированные стали экономичнее подвергать изотермическому отжигу, т.е. дать выдержку при температуре немного меньшей А r 1, чтобы получить продукты распада аустенита с низкой твердостью.

Охлаждение при отжиге чаще всего проводят вместе с печью.

Дата: 2019-02-18, просмотров: 1373.