Отпуск стали с дисперсной структурой перлита или бейнита

Сорбит, троостит или бейнит образуются при охлаждении стали из аустенитной области со скоростью, меньшей кр. Эти структуры часто образуются в отливках, а также в поковках, штамповых заготовках и сортовом прокате из легированных сталей при охлаждении их на воздухе от температуры деформации. При нагреве до температур, меньших температуры А1, будут происходить структурные изменения, т.е. указанные структуры тоже «отпускаются».

При нагреве углеродистых сталей с дисперсными перлитными структурами происходят коагуляция и сфероидизация карбидов. В легированных сталях возможны и карбидные превращения: если перлитная структура появилась при значительном переохлаждении аустенита (например, структура троостита), когда образование специальных карбидов затруднено, отпуск при 600 – 700  вызовет превращение цементита в специальный карбид.

При отпуске бейнитных структур, помимо указанных процессов, происходит выделение карбидов из α–твердого раствора и изменение структуры феррита, как и при отпуске мартенсита.

 

Свойства отпущенной стали

Твердость отпущенной стали определяется нескольким факторами: уменьшение тетрагональности решетки, степени фазового наклепа и укрупнение карбидных частиц вызывают снижение твердости; выделение когерентных кристаллов ε-карбида и дисперсных кристаллов специальных карбидов, а также распад остаточного аустенита способствуют ее повышению.

В конструкционных сталях, в которых количество углерода обычно не превышает 0,7%, твердость уменьшается непрерывно, однако ее снижение невелико до 100 – 120 . В инструментальных сталях с более высоким содержанием углерода эффект твердения вследствие выделения ε-карбида преобладает, поэтому твердость при отпуске до 100 – 120  несколько увеличивается. Изменение твердости углеродистых сталей в интервале температур превращения 200 – 260   в большой степени зависят от количества остаточного аустенита; например, в стали с содержание 1,2%C в интервале 200 – 300  интенсивность снижения твердости уменьшается (рис. 7.23, а).

Аналогично изменяется твердость при отпуске низколегированных и среднелегированных сталей, не содержащих карбидообразующих легирующих элементов. Сильные карбидообразователи задерживают выделение карбидов железа, поэтому при температуре отпуска до 200 – 300 твердость снижается незначительно (рис. 7.23, б). При температурах выделения дисперсных специальных карбидов в сложнолегированных сталях (Cr. W, V; Mo, V и др.) происходит повышение твердости несмотря на уменьшение содержания углерода в мартенсите. Увеличение твердости у сталей с хромом, вольфрамом (молибденом) и ванадием наблюдается при температуре 500 – 600 .

Для закаленной и неотпущенной сталей характерно довольно низкие значения временного сопротивления, предела упругости и предела текучести; при отпуске до 300  эти характеристики прочности возрастают, а при дальнейшем ее повышении монотонно снижаются. Наиболее высокое отношение σ0,2/σв в конструкционных сталях достигается после отпуска при 450 – 650  (рис. 7.24).

Характеристики пластичности δ и ψ возрастают по мере повышения температуры отпуска (см. рис. 7.24). ударная вязкость непосредственно после закалки низкая. С повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, однако есть два температурных интервала, при которых у конструкционных сталей она заметно снижается: 250 – 350 500 – 600 . Понижение вязкости соответственно называют отпускной хрупкостью I и II рода (рис. 7.25). Природа охрупчивания сталей после отпуска при указанных температурах недостаточно ясна.

Понижение ударной вязкости после отпуска при 250 – 350  наблюдается у всех конструкционных сталей независимо от степени легирования. Заметное падение ударной вязкости после отпуска при 500 – 600  наблюдается только у легированных конструкционных сталей – хромистых, марганцевых, хромоникелевых, хромомарганцевых и т.д. снижения вязкости почти не происходит в случае быстрого охлаждения от температуры отпуска (в воде или масле). Отпускная хрупкость II рода заметно подавляется даже при медленном охлаждении от температуры отпуска дополнительным легированием сталей молибденом или вольфрамом в количестве 0,3 и 1% соответственно.

Комплексную термическую обработку, состоящую из полной закалки и высокого отпуска конструкционных сталей, называют улучшением.

 

Дата: 2019-02-18, просмотров: 301.