Состояние мартенсита при низком отпуске

Особенности превращения Сущность превращения Влияние дефектов структуры Кристаллография мартенситного превращения Влияние состава и стабилизация аустенита Тонкая структура мартенсита Состояние мартенсита при низком отпуске [c.252]

Состояние мартенсита при низком отпуске [c.273]

При отпуске стали сильно напряженный мартенсит, имеющий тетрагональную кристаллическую решетку, постепенно распадается на феррито-цементитную смесь и структура из неустойчивого состояния переходит в более равновесное, в результате чего внутренние напряжения уменьшаются. Эти превращения сопро -вождаются понижением твердости, повышением пластичности и ударной вязкости. Чем выше температура отпуска, тем полнее иДет процесс распада мартенсита. При низких температурах тетрагональный мартенсит переходит в отпущенный мартенсит, при более высоких —в троостит отпуска и затем в сорбит отпуска. [c.37]

В процессе отпуска из мартенсита выделяются дисперсные карбиды, состав и состояние которых при низких температурах отпуска еще нельзя считать точно установленными. С повышением температуры отпуска дисперсность карбидов уменьшается. При температуре отпуска 300—400° в углеродистой стали образуется карбид, близкий по структуре к цементиту. При более высоких температурах происходит дальнейшая коагуляция карбидов. [c.410]

Термомеханическая обработка представляет собой сочетание двух процессов пластической деформации и термической обработки. Для осуществления термомеханической обработки в настоящее время выработан ряд способов, рекомендованных промышленности. Основные из них базируются на том, что сталь нагревается до состояния аустенита, подвергается пластической деформации при температурах стабильного или метастабильного аустенита, затем непосредственно закаливается на мартенситную структуру и подвергается низкому отпуску. По другому варианту термомеханической обработки после деформации аустенита проводится обработка на полигонизацию. Успешное развитие получают такие методы, как взрывная обработка, деформация мартенсита, деформация и дисперсионное твердение и др. [c.40]

Поскольку твердость является одним из важных показателей механических свойств металла, то многие исследователи оценивают теплостойкость по изменению твердости упрочненной стали после различных температур отпуска [39]. Теплостойкость изучалась на образцах из стали 45, закаленных ТВЧ, и после нагрева в печи. Микротвердость поверхностного слоя стали, закаленной ТВЧ, после низкого отпуска (180°С) сохраняет увеличенное свое значение по отношению к микротвердости стали, закаленной в печи. При повышении температуры отпуска микротвердость стали, закаленной ТВЧ, падает более интенсивно и при температуре 300 °С не отличается от микротвердости образцов, закаленных в печи. Объясняется это меньшей устойчивостью мартенсита, полученного при закалке ТВЧ, ц более интенсивным выделением карбидов ввиду недостаточной гомогенности исходного состояния. Имеются данные, что белая зона поверхностного слоя более устойчива к сохранению твердости при нагреве, чем обычный мартенсит. [c.72]

Низкий отпуск (см. табл. 146). В интервале температур до 350° С происходит распад мартенсита с выделением из него карбидов. В результате распада мартенсита образуется отпущенный мартенсит, представляющий собой обедненный углеродом мартенсит (а-раствор) и частицы карбидов цементитного типа. При отпуске многих легированных конструкционных, а также высокоуглеродистых сталей, имеющих повышенное количество остаточного аустенита, при температуре 200—300° С происходит его распад. В результате этого превращения остаточного аустенита в бейнит образуются те же фазы, что и при отпуске мартенсита при той же температуре, но структурное состояние этих фаз не такое, как у фаз, получаемых при превращении мартенсита. [c.320]

При повышении содержания Сг в сталях с 12 до 16-18 % при 0,08-0,12 % С они переходят из мартенситного в мартенсито-ферритный или, так называемый, полуферритный класс. В сталях этого класса происходит частичное фазовое а у превращение. Типичным представителем полуферритного класса сталей является сталь XI7, которую применяют после отпуска при температурах 740-780 °С. Она обладает высокой пластичностью в горячем и холодном состояниях, вследствие чего хорошо пластически деформируется. Однако сварные соединения, выполненные из стали XI7, имеют низкую коррозионную стойкость. Поэтому изделия из нее изготавливают, как правило, клепаными. [c.14]

Отпуск стали, закаленной с относительно низких температур (1000—1100°), вызывает частичный распад мартенсита и уменьшает размеры образцов по сравнению с закаленным состоянием (рис. 48). В то же время отпуск стали, закаленной с 1075—1200° и отпущенной многократно при 520°, вызывая мартенситное превращение остаточного аустенита, увеличивает размеры образцов. [c.793]

В среднеуглеродистых хромованадиевых сталях типа 40ХЗНЗМФ2Б при изотермической закалке во время вьадержки при температуре 625 °С из аустенита на стадии предвыделения, а местами и на стадии выделения образуется дисперсная карбидная фаза на основе карбида ванадия. При этом аустенит сильно обедняется углеродом. В таком сплаве на фоне низкоуглеродистого мартенсита имеются дисперсные выделения упрочняющей карбидной фазы. Такому состоянию стали после низкого отпуска при 200 °С соответствуют высокая прочность (до 2000 МПа), повышен- [c.324]

Влияние отпуска на механические свойства. Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска (до 200—250 °С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали мало зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в а-растворе (мартенсите). В связи с этим высокоуглеродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее (более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200— 250 °С. Прочность и вязкость стали при низких температурах отпуска несколько возрастает вследствие уменьшения макро- и микронапряжений и изменения структурного состояния. Повышение температуры отпуска от 200—250 до 500—600 °С заметно снижает твердость, временное сопротивление, предел текучести и повышает относительное удлинение, сужение (рио. 128, а) и трещиностой-кость Кхс- [c.187]

Применительно, например, к углеродистым инструментальным сталям закалка с низким отпуском обеспечивает высокие твердость и износостойкость, сохраняя структуру мартенсита отпуска. Для среднеуглеродистых сталей закалка со средним отпуском дает максимальную упругость и достаточную твердость, что необходимо для рессор, пружин, деревообрабатывающего инструмента. При среднем отпуске мартенсит распадается на зернистую дисперсную ферритоцементитную смесь (троостит). Закалка с высоким отпуском для среднеуглеродистых сталей обеспечивает еще большее приближение к равновесному состоянию и получение более грубой зернистой ферритоцементитной смеси (сорбит), [c.489]

Для объяснения общей зависимости К с сталей от температуры используют два вида разрушения скол при низких температурах и вязкое волокнистое разрушение при высоких. В низколегированных сталях может наблюдаться еще один вид хрупкого разрушения, если примесные атомы (Sn, Sb, Р, As и т. д.) сегрегируют на границах исходных аустенитных зерен в количествах, достаточных для того, чтобы вызвать межзеренное разрушение. Такие сегрегации могут существовать в закаленном или низкоотпу-щенном состоянии, а также после медленного охлаждения с температур высокого отпуска. Степень охрупчивания обычно оценивают по изменению разности между порогами хладноломкости охрупченной и неохрупченной стали, но этот сдвиг нельзя прямо сопоставить с сегрегацией примесей, так как сталь, разрушающаяся при различных температурах перехода, имеет разный предел текучести [27]. Подобный сдвиг как мера охрупчивания может ввести в заблуждение, если сравнивать результаты испытания высокопрочного мартенсита и низкопрочного бейнита. [c.216]

Например, цементация сталей проводится в аустенитной области диаграммы состояния Ре-РсзС. Цементации подвергают низкоуглеродистые стали (цементуемые стали). В качестве насыщающих сред (при цементации такие среды называют карбюризаторами) используют древесный уголь с добавками углекислых солей углеродсодержащие газы расплавы солей с добавками карбидов. Максимальное возможное насыщение поверхностного слоя определяется линией SE диаграммы - линией предельной концентрации углерода в аустените. Цементованная сталь при охлаждении от температуры цементации испытывает эвтекто-идное превращение, вследствие чего насыщенный углеродом слой (диффузионный слой) приобретает сложную структуру на поверхности - перлит + цементит, глубже - перлит и затем - перлит + феррит. Конечная цель цементации - получение высокотвердого поверхностного слоя при сохранении вязкой сердцевины достигается последующей (после насыщения углеродом) закалкой и низким отпуском. После термообработки поверхностный слой изделия состоит из высокоуглеродистого мартенсита, сердцевина - из низкоуглеродистого вязкого мартенсита (при достаточной прокаливаемости) или сохраняет ферритно-перлитную структуру доэвтектоидной стали. [c.74]

Марка 4X13, в отличие от предыдущей, представляет пример нержавеющей инструментальной стали, так как содержание около 0,4% С при данном количестве Сг соответствует по диаграмме в равновесном состоянии (см. фиг. 193) уже заэвтектоидному составу. Это же содержание углерода делает сталь относящейся к мартенсит-н му классу. В состоянии мартенсита она имеет твердость порядка 50—55 и применяется для изготовления нержавеющего инструмента (например, хирургического). Ее обычно подвергают закалке на воздухе или в масле от температур около 1000° и низкому отпуску (около 400°). [c.322]

Стали для измерительных инструментов. Обычно применяют стали У8—У12, X, ХВГ, Х12Ф1. Для измерительного инструмента большое значение имеет стабильность размеров закаленного инструмента Б течение длительного времени. Поэтому при термической обработке этого инструмента особое внимание уделяется стабилизации напряженного состояния, стабилизации мартенсита и остаточного аустенита. Это достигается низким отпуском (при 120—130 °С) в течение 12—50 ч и обработкой холодом до —60 °С. [c.91]

На фиг. 33 приведено изменение механических свойств хромоникелевой стали марки 37ХНЗА (С = 0,36%, Сг = 1,6%, N = 3,5%) после закалки и различных температур отпуска в сравнении с углеродистой сталью марки 40. Твердость Яд и предел прочности при низкой температуре отпуска (до 200—250°) меняются незначительно, но с повышением температуры отпуска выше 300° они резко снижаются в результате распада мартенсита и коагуляции карбидов. Сопротивление малым пластическим деформациям в закаленном состоянии невелико и с повышением температуры отпуска до 30(Р возрастает, а затем снижается параллельно пределу проч ности. В сталях с повышенным содержанием кремния (1,5—2% 51) повышение пределов текучести и упругости происходит до температур 350—400°. Пластичность Ф с повышением температуры отпуска непрерывно растет, особенно интенсивно при высоких температурах. В хромоникелевой стали, отпущенной в интервале температур 350—450°, относительное сужение остается постоянным или даже немного падает. По особому ведет себя кривая изменения ударной вязкости в хромоникелевой стали. Ударная вязкость в стали марки 37ХНЗА сначала с повышением температуры отпуска растет, достигая при температуре отпуска 200° значения около 8 кгм см , затем, с дальнейшим повышением температуры отпуска, резко падает (до 2,5 кгм/см при 350°), после чего, начиная с температуры отпуска 400°, снова быстро возрастает, достигая при температуре отпуска 650° значения 20 кгм/см и выше. Ударная вязкость углеродистой стали марки 40 при температуре отпуска 650° равна только 10—12 кгм см . [c.49]

Структура стали 18Х2Н4ВА в состоянии поставки будет состоять из сорбита с неравномерным распределением углерода (рис. 44, а). Структура стали 18Х2Н4ВА после закалки и отпуска при низкой температуре состоит из малоуглеродистого мартенсита (рис. 44, б). После термической обработки эта сталь обладает высокой прочностью и вязкостью. Такое сочетание свойств обеспечивает надежность изделий в эксплуатации. [c.87]

Детали подшипников подвергают закалке начиная с 820-850 °С и низкому отпуску при 150-170 °С. Особенностью термической обработки деталей подшипников является необходимость стабилизации их размеров на период эксплуатации. После закалки в структуре сталей сохраняется 8-15 % остаточного аустенита. Он стабилизируется после низкого отпуска при 150-170 °С и его присутствие в стали не отражается на размерах детали. Низкий отпуск с вьщержкой в течение 2-6 ч (вьщержка увеличивается при увеличении размеров деталей) сопровождается частичным вьщелением углерода из мартенсита без снижения твердости и прочности стали. В результате этого отпуска устраняется уменьшение размеров деталей из-за частичного распада мартенсита, что наблюдается в закаленной стали, не подвергавшейся отпуску. Таким образом, после закалки и низкого отпуска детали подшипников имеют структуру мартенсита с мелкими частицами карбидов и небольшим количеством остаточного аустенита. В таком состоянии стали ШХ15 и ШХ15СГ имеют твердость 60-64 НКСд и Од, равное соответственно 2000-2160 и 1960-2350 МПа. [c.219]

По сравнению с вышеуказанной обработкой теплая деформация на 20% в аустенитном состоянии в интервале образования е-мартенсита деформации (100—200 °С) приводит к большему упрочнению (00,2 = 940 МПа, ств = = 1170 МПа, 6=12%). Холодная деформация на 20% с по-/следуюш им отпуском выше температуры конца обратного а-> 7-перехода обеспечивает самое низкое, из этих трех. режимов обработки, значение прочности при высокой пластичности ((То,2 = 650 МПа 0б=1ООО, МПа 6 = 30%) [68] . [c.128]

Добавка хрома к железу способствует образованию мар-тенситной (игольчатой) структуры (о. ц. к.-решетка) при сравнительно медленном охлаждении стали вследствие распада аустенитной структуры (г. ц. к.-решетка), устойчивой при повышенных температурах. Малая критическая скорость закалки позволяет осуществлять ее и получать мар-тенситную структуру при охлаждении на воздухе. В закаленном состоянии эти стали имеют высокую прочность и относительно низкую ударную вязкость. Для получения оптимальных механических свойств стали подвергают термообработке. Для мартенситных сталей, как правило, применяют нормализацию и отпуск (воздушное охлаждение от температуры аустенизации и затем повторный нагрев до определенной температуры нилсе температуры аустенизации). При отпуске в интервале температур 200—370 °С происходит снятие внутренних напряжений без изменения структуры и прочностных свойств 550—650 °С — распад мартенсита на феррит и карбиды типа СггзСе, при этом прочность стали снижается, а ударная вязкость повышается. Например, у стали 0,3 С 13 Сг при отпуске до 450 С Ob=1600 МПа, ударная вязкость (по Изоду) составляет 22 Дж до 800 °С 0в = 85О МПа, ударная вязкость равна 100 Дж [51, с. 26]. [c.154]

Микронапряжения в сталях являются следствием получения неравновесных фаз с высокой свободной энергией или неравномерных фазовых превращений. Отпуск путем теплового воздействия и увеличения подвижности атомов, образуюш,их кристаллическую решетку железа или растворенных в пей атомов легирующих элементов, способствует переходу системы в более равновесное и однородное состояние, снижению уровня свободной энергии и соответственно снижению микронапряжений, локализующихся на уровне ячеек кристаллической решетки и зерен. Образование пересыщенных твердых растворов, каким прежде всего является мартенсит закалки, связано с наличием больших искажений пересыщающими атомами углерода элементарной ячейки а-железа. Эти искажения порождают микронапряжения в решетке, вызванные силами атомного взаимодействия образующих ее атомов. Отпуск, даже низкий, способствует началу распада перенасыщенного раствора (мартенсита), предвыделе-нию и выделению из него атомов углерода, уменьшению искажений решетки и снижению микронапряжений. Таким образом, для сталей, закаленных на мартенсит, снижение уровня микронапряжений начинается с температуры - 150 С и завершается после окончания выделения углерода из решетки а-железа и началом коагуляции образовавшихся карбидов (350—450 С). Другим фактором, создающим микронапряжения, является деформация — искажение кристаллической решетки механическим воздействием (наклеп). Такое искажение кристаллической решетки вызывает повышение уровня свободной энергии и появление микронапряжений. Снять эти напряжения можно при нагреве на 150—250 °С. Процесс этот часто называют возвратом (возврат к неискаженной кристаллической решетке). [c.157]

Порошковые низколегированные стали обладают низкой устойчивостью переохлажденного аустенита в промежуточной области и пониженной прокаливаемостью. Поэтому после закалки этих сталей наряду с мартенситом часто образуются немартенситные продукты распада аустенита. В связи с наличием пористости, химической и структурной неоднородности, а также повышенной критической скоростью охлаждения невозможно предотвратить распад аустенита в промежуточной области. Отпуск закаленных порошковых сталей проводят, как правило, при температуре 180-250 °С. С повышением температуры отпуска прочность пористых низколегированных сталей снижается при весьма небольшом повышении пластичности. Закалка и отпуск позволяют повысить твердость и прочность порошковых изделий в 1, 2,0 раза по сравнению с исходным состоянием. [c.307]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...