Отпуск и старение закаленной стали

ОТПУСК И СТАРЕНИЕ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ [c.79]

Первая стадия отпуска и входящий в него процесс старения закаленной стали, происходящий при температурах примерно до 200° С, протекают в условиях малой скорости диффузии атомов углерода. Поэтому группы атомов углерода, выделяющиеся преимущественно по границам блоков мозаики и игл мартенсита, [c.212]

Старение закаленной стали. При низкотемпературном отпуске большая часть внутренних напряжений в закаленной стали остается. С течением времени они постепенно исчезают, в результате чего в металле наступает полное структурное равновесие. Самопроизвольное исчезновение внутренних напряжений при комнатной температуре весьма длительно и сопровождается изменением формы и размеров закаленных деталей. Этот процесс называ-ют естественным с т а р е н и е м. Изменение размеров в процессе естественного старения невелико и измеряется в микронах. Для деталей машин и режущего инструмента изменения размеров не имеют практического значения, поэтому их обычно не учитывают. Однако при изготовлении сверхточных машин, например координатно-расточных станков, измерительных калибров, даже такие небольшие изменения недопустимы. Чтобы размеры деталей и инструмента не изменялись с течением времени и оставались стабильными, их подвергают искусственному старению. [c.80]

При нагреве до Гтах ниже неравновесной Ас фазовые и структурные превращения происходят в том случае, если сталь перед сваркой находилась в метастабильном состоянии для этого диапазона температур. Метастабильны исходные состояния стали после холодной пластической деформации, закалки и низкого отпуска, закалки и старения. В холоднодеформированной стали развиваются процессы возврата и рекристаллизации обработки. Последний процесс приводит к разупрочнению соответствующей зоны сварного соединения. В низкоуглеродистой стали при нагреве свыше 470 К возможно деформационное старение, приводящее к снижению пластичности стали. В закаленных и низко-отпущенных сталях происходят процессы высокого отпуска, в результате чего сталь в этой зоне разупрочняется. В мартенсит-но-стареющих сталях при T zk выше их температур старения протекает процесс перестаривания, заключающийся в коагуляции интерметаллидов и приводящий к разупрочнению соответствующей зоны соединения. [c.517]

Эти стали устойчивы в морской воде и окислительных средах. Упругие элементы из них можно изготовлять методами холодной штамповки нз закаленных заготовок, а затем уже и подвергать упрочняющему старению (отпуску). Возможен также и другой способ — горячая деформация (штамповка), а затем закалка и старение. [c.218]

В случае закалки с полиморфным превращением аналогично старению при нагреве (отпуске) закаленный сплав стремится к равновесному состоянию, что позволяет понизить напряжения и твердость, повысить пластичность. Отпуск включает нагрев закаленного сплава до температур не выше критических, выдержку и охлаждение с заданной скоростью. Различают низкий отпуск (150...200 °С см. рис. 4.6, б, (5), средний (300...400 С, см. рис. 4.6, б, 7) и высокий отпуск ( 500...600 С, см. рис. 4.6,.6, S) стали. [c.489]

Отпуск и искусственное старение металлов — термическая обработка закаленных сплавов (главным образом сталей), включающая нагрев (ниже 0,4 Т , выдержку и охлаждение. Скорость охлаждения не влияет на структуру и свойства сплавов. Цель — достижение оптимального сочетания прочности, пластичности и ударной вязкости. [c.135]

Структура закаленной стали состоит из мартенсита и небольшого количества остаточного аустенита и является неустойчивой. Поэтому при старении и отпуске закаленной стали в ней происходит ряд сложных процессов, состоящих из очень тонких структурных изменений, которые не всегда поддаются исследованию под оптическим микроскопом даже при самых высоких увеличениях. Поэтому их приходится изучать с помощью электронного микроскопа и физических методов — рентгенографического, дилатометрического, электрометрического, магнитного и по измерению выделенного тепла. [c.211]

Искусственное старение происходит при нагреве закаленной стали до 100—170° С и представляет собой начало превращения при первой стадии отпуска, группировку атомов углерода в решетке мартенсита и выделение е-карбида с одновременным обеднением углеродом мартенсита, который становится неоднородным и уменьшает степень своей тетрагональности. [c.248]

В отличие от режущих инструментов термическая обработка проводится таким образом, чтобы затруднить процесс старения, который происходит в закаленной стали и вызывает объемное изменение, недопустимое для измерительных инструментов. Причинами старения служат частичный распад аустенита, превращение остаточного аустени-та и релаксация внутренних напряжений, вызывающая пластическую деформацию. Для уменьшения количества остаточного аустенита закалку проводят с более низкой температуры. Кроме того, инструменты высокой точности подвергают обработке холодом при температуре ( 50)-(-80) °С. Отпуск проводят при 120-140 °С в течение 24-48 ч. Более высокий нагрев не применяют из-за снижения износостойкости. [c.408]

Отпуск можно заменить длительной выдержкой при комнатной температуре или нагревом до невысоких температур. При этом также протекают процессы, хотя и с меньшей скоростью, приближающие структуру закаленной стали к равновесному состоянию. Такой отпуск иногда называют старением. Старение при комнат- [c.146]

Обычный способ стабилизации размеров и форм точных деталей из закаленной стали — отпуск или старение. Для дополнительного превращения остаточного аустенита в мартенсит часто требуется отпуск при такой высокой температуре, что уменьшается необходимая по условиям работы твердость материала детали. Это делает указанный способ неполноценным, а порой и неприемлемым. [c.71]

Структура закаленной стали неустойчива даже при нормальных температурах (наблюдаются изменения магнитных свойств стали и размеров детали). Для повышения ее устойчивости многие детали после закалки и отпуска подвергают искусственному старению (нагревание в воде до 100° С и выдержка. при этой температуре в течение 8—12 ч). [c.127]

Не.магнитные стали отличаются тем, что они обеспечивают в магнитном поле плотность силовых линий, не намного отличающихся от плотности силовых линий в безвоздушном пространстве (fir=l). В закаленном состоянии относительная проницаемость этих сталей 1,01 и может в результате частичного превращения аустенита при отпуске (старение), холодной деформации или при глубоком охлаждении увеличиваться до 1,08. Соответствующие данные приведены в TGL 1828. [c.244]

Вместо длительного многочасового процесса искусственного старения был предложен особый способ закалки на стабильные размеры. Этот вид закалки отличается вот какой особенностью после обычной закалки в воде комнатной температуры (углеродистые стали) или в теплом масле (хромистые стали) производится дополнительное охлаждение в холодной воде с температурой, близкой к 0°, или, еще лучше—закаленные детали и инструменты подвергаются охлаждению, до минус 10°. После этого производиться обычный отпуск. [c.163]

Процесс динамического старения закаленной и низкоотпущен-ной стали заключается в нагружении до напряжений, вызывающих возникновение небольшой остаточной деформации и отпуска при повышенной температуре в условиях постоянной общей деформации или напряжения. В процессе отпуска под напряжением происходит релаксация локализованных внутренних микронапряжений или при ускоренном распаде мартенсита. Возникающая в процессе нагружения и развивающаяся во время отпуска малая пластическая деформация приводит к изменению исходной субструктуры,. которая, возможно, становится полигонизованной и закрепляется выделяющимися на дефектах дисперсными частицами карбидов. Этот метод динамичед ого старения был опробован на упругих чувствительных элементах из стали 50ХФА для прецизионных манометров. После закалки к отпуска при 150° С упругие элементы разжимали до появления остаточной деформации, а затем подвергали отпуску под нагрузкой в специальном приспособлении. В результате динамического старения возрастает. предел упругости и в 2,5 раза уменьшается упругий гистерезис, что повышает точность и долговечность приборов [65]. [c.39]

Появление электронного микроскопа, имеющего разрешающую способность, в десятки раз большую, чем световой микроскоп, позволило подробно изз чить такие важные элементы структуры, как выделения второй фазы при старении пересыщенных твердых растворов и, в частности, при отпуске закаленной стали, однодоменные ферромагнитные включения в высококоэрцитивных сплавах, структуру межкрнсталлитньгх прослоек и т. д. Однако следует учитывать, что при исследоважи объектов косвенными методами электронный микроскоп не дает возможности проводить фазовый анализ. Последний должен, как правило, сопровождать иссле- [c.31]

Отпуску подвергают закаленную сталь для перевода неравновесной структуры в более равновеснуй), обеспечивающую заданный комплекс свойств. Температура отпуска не превышает точки Ас . В зависимости от температуры нагрева различают отпуск высокий, средний и низкий. К отпуску следует отнести и пррцесс старения. Под старением применительно к стали следует понимать нагревы незакаленной стали, находящейся в неравновесном состоянии, для получения более стабильного состояния. Старение может быть термическим и деформационным. [c.289]

Структура. Сталь аустенито-мартенситного класса, подвергаемая старению. После аустенитизации при 930—950° С и охлаждения в воде сталь имеет структуру аустенита с небольшим количеством мартенситной фазы. Последующее охлаждение в область отрицательных температур приводит к мартенситному превращению. Наиболее полно превращение протекает при охлаждении до —70° С и выдержке в течение 2 ч. После такой обработки сталь 09Х15Н8Ю содержит около 80% мартенсита. Температура обратного мартенситного превращения в стали составляет примерно 500° С [79]. При отпуске закаленной и обработанной холодом стали происходят процессы старения, приводящие к упрочнению за счет выделения высокодисперсных фаз типа М1зА1. Максимальное упрочнение наблюдается при температуре старения 450° С. [c.163]

Тепловой мето.д основан на структурных изменениях, происходящих в металле при его нагревании. Концевые меры изготовляются из легированной инструментальной стали и подвергаются обычно особому режиму термической обработки (закалке, отпуску, искусственному старен 1ю). В мартенситной структуре закаленной стали всегда остается некоторая доля аустенита, являющегося нестойкой формой структуры, постепенно переходящей затем в мартенсит. Переход аустенита в мартенсит сопровождается объемным ростом кристаллов. Если концевые меры нагреть в масле до 200° С выдержать при этой температуре в течение 2 ч, а затем охладить в воде комнатной температуры, то размеры концевых мер увеличиваются. Например, концевые меры размерами 40—100 мм увеличиваются после такой обработки на 0,03—0,04 мм. При этом НИКЗ[К0Г0 повреждения поверхности концевых мер не происходит. Притирае-мость и шероховатость подвергшихся тепловой обработке мер восстанавливают X п р о г л а д К о й. [c.199]

Помимо самопроизвольного снятия внутренних напряжений, источником изменения размеров закаленной стали является также изотермическое превращение остаточного аустенита, который, как мы знаем, не устраняется из структуры при температуре отпуска ниже 200°. Изменения размеров в результате естественного старения ничтожны и измеряются микронами. Для большинства инструментов и деталей такие незначительные изменения размеров не имеют никакого значения и с ними можно просто не считаться. Но для деталей измерительных инструментов и в особенности для калиброг, а также деталей шарикоподшипников даже такие ничтожные изменения размеров совершенно недопустимы. [c.162]

В сталях, обрабатываемых на мартенсит и подвергающихся старению при низкой температуре, возможно изменение авойств при работе магнита в связи с дальнейшим отпуском мартенс ита. Стабильность свойств этих сталей достигается обработкой холодом и старением при температурах 100—120°. Благоприятная роль кобальта в магнитных сталях сказывается в повышении им мартенситной точки, что резко уменьшает количество остаточного аустенита в закаленной стали. Большое количество остаточного аустенита неизбежно вызвало бы изменение магнитных свойств стали с течением времени вследствие распада остаточного аустенита. [c.134]

Появление электронного микроскопа, имеющего разрешающую способность, в десятки раз большую, чем световой микроскоп, позволило подробно изучить такие важные элементы структуры, как выделения второй фазы при старении пересыщенных твердых растворов и, в частности, при отпуске закаленной стали, одно до-менные ферромагнитные включения в высококоэрцитивных сплавах, структуру межкристаллитных 2 прослоек и т. д. Однако следует учитывать, что при исследовании объектов косвенными методами электронный микроскоп не дает возможности проводить фазовый анализ. Последний должен, ак правило, сопро- 4 вождать исследование структуры металла. При исследовании прямым или полупрямым методами фазовый анализ возможен непосредст-веннсУ в электронном микроскопе, настраиваемом для этого на диф-фракционную съемку в этом случае микроскоп играет роль электроно-графа. 8 [c.119]

Различают искусственное и естественное старение. Отпуск, выполняемый при невысоком нагреве, н ашшют искусственным старением. Процесс искусственного старения состоит в том, что закалень ые детали нагревают до 120-150 С и выдерживают при этой температуре в течение 18-35 ч. Искусственное старение осуществляют в масляных ваннах с автоматическим регулированием температуры. При старении закаленных деталей и инструмента стабилизируются размеры, а твердость и структура стали практически не изменяются. [c.83]

Склонность стали к деформационному старению. Поперечные образцы из электростали, выплавленной на Ил<евском металлургическом заводе, закаленные с 860° С в масле п отпущенные при 650° С (выдержка 2 ч) ан = 0,714-0,54 МДж/м после дополнительного обжатия 10% и отпуска ири 250 " С (выдержка 2 ч) Он.с = 0,5ч-- 0,4 МДж/м2 (данные Л. Н. Давыдовой). [c.194]

Несмотря на все преимущества ВТМО рессорно-пружинных сталей этот метод упрочнения Преимущественно используется только как процесс, в котором совмещается формообразование пружин и немедленная закалка. Так, крупные пружины из стали 55С2, закаленные от температур горячей навивки и подвергнутые отпуску при 450—500° С, имеют в 2 раза большую ограниченную долговечность. По данным О, И. Шаврина и Л. М. Редькина пластинчатые пружины из стали 50ХФА после горячей гибки (деформация по крайнему волокну — 30—35%) при 870—920° С, закалки и отпуска при 320° С обладают в 2,5—3 раза большей ограниченной долговечностью и в 2 раза большей релаксационной стойкостью, чем после обычной тер иической обработки — закалки и отпуска. Из других методов термомеханического упрочнения несомненный интерес для пружин представляет динамическое старение. [c.39]

Дисперсионное твердение. При отпуске закаленных легированных сталей в зависимости от качества и количества легирующих в области температур 500—650° С протекает процесс, связанный со значительным повышением твердости (рис. 107). Аналогичное явление наблюдается также и при старении сильнопересыщенных твердых растворов некоторых сплавов (мартенситно-стареющая сталь, сплавы А1—Си) (рис. 108). [c.109]

Средне- и низкоуглеродистые стали 50, 55 и 20 вследствие лучшей пластичности хорошо принимают колодную штамповку (вырубку) при изготовлении инструментов плоской формы. Инструменты из сталей 50 и 55 закаливают с нагревом т. в. ч., а сталь 20 цементуют, затем закаливают с нагревом 790—810° С в воде или водных растворах. После закалки производят отпуск при 150—170° С в течение 2—3 час. Поскольку инструменты из этих сталей получают закаленный слой небольшой толщины, то развитие в нем процесса старения вызывает лишь незначительное относи-татьно размеров всего инструмента изменение размеров. Наличие вязкой сердцевины облегчает правку инструмента. [c.905]

Требуемая износостойкость обеспечивается выбором сталей высокой твердости, их закалкой и отпуском, сохраняющим мартенситную структуру. Постоянство размеров и формы достигается специальной термической обработкой, так как закаленная и отпущенная сталь с мартенситной структурой испытывает с течением времени дополнительное превращение (старение), сопровождающееся перераспределением и уменьшением остаточных напряжений, главным образом макроскопических (1-го рода), а также уменьшением тетрагональности решетки мартенсита. В результате уменьшается объем стали, искажаются размеры и форма инструмента, особенно если он небольшой толщины и большой длины. Одновременно с этим очень медленно при 20 °С и более ускоренно при понижении или повыщении температуры более 150 С протекает превращение остаточного аустенита, приводящее к увеличению объема стали и размеров инструмента. Поэтому желательно у измерительных инструментов пол) ать структурное состояние, при котором компенсирустся влияние этих процессов. Это легче обеспечивается у низколегированных заэвтектоидных сталей (X, 12X1, ХВГ). [c.326]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...