ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Практика термической обработки стали из "Металловедение Издание 4 1966 " В результате термической обработки существенно изменяются свойства стали и в первую очередь — механические. [c.201] В отожженном, нормализованном или отпущенном состояниях ( отп 400° С) сталь состоит из пластичного феррита и включений карбидов (цементита). Феррит обладает низкой прочностью и высокой пластичностью, цементит же при нулевом значении удлинения и сужения имеет высокую твердость (около 800 НВ). Более высокое значение прочности и меньшая пластичность сплавов с содержанием углерода выше 0,01%, очевидно, объясняются упрочняющим действием карбидных включений. Поскольку пластической деформации (при том или ином виде нагружения) может подвергаться только феррит, упрочняющее действие твердых карбидных включений можно себе представить следующим образом. [c.201] Если таких частиц будет больше, папример если при термической обработке измельчаются частицы цемента (рис. 196, б), то вокруг этих частиц возникает иска/кение кристаллической решетки, что препятствует движению дислокаций, и сталь упрочняется. Наоборот, в результате укрупнения частиц (рис. 196,в) освободятся некоторые объемы феррита для движения дислокаций, и способность стали к пластической деформации увеличится. [c.201] Таким образом, твердость (прочность) феррито-цементитной (или яругой двухфазной) смеси будет складываться из природной твердости основы плюс приращение твердости за счет объемов металла с искаженной решеткой, которое в нервом приближении пропорционально поверхности раздела фаз, т. е. [c.201] Если твердость выражать в единицах Бринеля, а поверхность раздела фаз в мм /мм (подсчитывается, исходя из среднего размера частиц и их количества в 1 л1л ), то для стали с зернистыми включениями цементита а = 0,004, а для стали с нластин-натыми включениями (пластинчатый перлит) а = 0,002. [c.201] Количество карбидных частиц постоянного размера зависит от содержания углерода в стали (для углеродистой стали прямо пропорционально). В углеродистой стали с 0,35% С цементит составляет приблизительно 5% по весу (и объему) в стали с 0,7% С содержится 10% цементита и т. [c.201] Поэтому с увеличением содержания в стали углерода повышаются значения прочности и понижаются значения пластичности, как это показано для стали в нормализованном состоянии (см. выше рис. 136). [c.202] Повышение температуры отпуска, ведущее к укрупнению цементитных частиц, снижает прочность. То же наблюдается и при снижении скорости охлаждения (при закалке) нри повышении температуры изотермического распада. [c.202] Таким образом объясняется изменение твердости в отожженной (нормализованной) или отпущенной стали, имеющей структуру феррито-цементитной смеси разпой дисперсности. Но объяснять так высокую твердость мартенсита нельзя. Высокая твердость мартенсита объясняется тем, что элементарные кристаллические ячейки его искажены, вследствие чего пластическая деформация затруднена и образование сдвигов в мартенсите почти невозможно. [c.202] Кроме твердости, большое значение имеет пластичность (вязкость) стали. Чем выше твердость, тем, как правило, ниже пластичность и вязкость. Однако и при одинаковой твердости показатели пластических и вязких свойств могут сильно колебаться в зависимости от структуры и размеро пластин мартенсита. [c.203] Для получения высокого комплекса механических свойств следует стремиться к тому, чтобы иосле закалки получалась мелкоигольчатая TpyiiTypa, что достигается лишь при исходной мелкозернистой аустенитной структуре. [c.203] Отпуск — заключительная операция термической обработки, придающая стальному изделию окончательные свойства, поэтому на свойствах отпущенных сталей остановимся подробнее. Изменение твердости сталей с разным содержанием углерода в зависимости от температуры отпуска показано на рис. 199. [c.204] Отпуск при 300° С ведет к повышению предела прочности и предела упругости. Эти характеристики вследствие напряженного состояния стали в закаленном состоянии или при отпуске при низкой температуре получаются пониженными. [c.204] Показатели пластичности (г] , б) увеличиваются с повышением температуры отпуска. Наибольшая пластичность ( ф) соответствует отпуску при 600—650° С, когда весь комплекс механических свойств выше, чем у отожженной стали. Отпуск при 650° С и выше уже не ведет к повышению пластичности (т з). [c.204] как указывалось выше, в первом случае зернистое, а во втором — пластинчатое строение. Двойная термическая обработка, состоящая в закалке с последующим высоким отпуском, существенно улучшающая общий комплекс механических свойств, является основным видом термической обработки конструкционных сталей и называется улучшением. [c.205] Ударная вязкость стали в зависимости от температуры отпуска изменяется следующим образом. У закаленной углеродистой стали при обычном испытании на ударный изгиб вязкость сохраняется низкой вплоть до температуры отпуска 400° С, после чего начинается интенсивное повышение ударной вязкости максимум ее достигается при 600° С. В некоторых сталях (легированных) отпуск при -300 С ведет к снижению ударной вязкости, которая повышается лишь при отпуске выше 450—500° С. Явление это будет рассмотрено ниже (гл. XVI, 2). [c.205] Выше мы рассматривали изменения свойств стали в зависимости от температуры отпуска. Температура отпуска — наиболее существенный фактор, влияющий на свойства отпущенной стали. При отпуске протекают диффузионные процессы, поэтому выдержка на той или иной стадии способствует превращениям, происходящим при данных температурах. [c.205] Продолжительный отпуск можно заменить более коротким, но нри несколько более высокой температуре. Если температуру и продолжительность отнуска сбалансировать таким образом, что твердость будет одинаковой (такие отпуска называются изосклернылш), то и остальные механические свойства будут близкими. [c.205] В отличие от некоторых легированных сталей механические свойства углеродистых (и многих других) сталей не зависят от скорости охлаждения после нагрева до температуры отпуска. Свойства стали после отпуска зависят только от температуры и продолжительности отнуска. [c.205] Вернуться к основной статье