тряпки (тряпки шпоры), страница 2

К ступенчатой закалке прибегают обычно при термической обработке ин­струментов небольшого сечения из низ­ко- и среднелегированных сталей. До­стоинство указанного способа охлажде­ния состоит также в возможности прав­ки инструментов в специальных приспо­соблениях при охлаждении после изо­термической выдержки.

Изотермическая закалка. В некоторых случаях после закалки на мартенсит и последующего отпуска не удастся по­лучить достаточной прочности и вязко­сти, тогда применяют изотермическую закалку на нижний бейнит, обладающий высокой вязкостью и прочностью.

При изотермической закалке нагре­тую деталь переносят в ванну с распла­вленными солями, имеющую темпера­туру на 50-100 °С выше мартенситной точки Мн и выдерживают при этой тем­пературе до завершения превращения аустенита в бейнит и затем охлаждают па воздухе

Изотермическая закалка, так же как

и ступенчатая, применима только к ста­лям с достаточной устойчивостью пере­охлажденного аустенита.

Для предотвращения коробления из­делий, таких, как ножовки, пилы, бритвы, их охлаждают заневоленными, например, в массивных медных или стальных плитах; скорость охлаждения в этих условиях оказывается меньшей, чем в маслах.

Обработка холодом . Обработкой хо­лодом называют охлаждение зака­ленных деталей до температуры, мень­шей 20-25 С.

Обработке холодом подвергают зака­ленные легированные стали, для ко­торых температура конца мартенситно­го превращения Мк значительно ниже температуры 20-25 °С. Вследствие этого, после охлаждения до этой температуры, наряду с мартенситом в структуре оказывается значительное количество остаточного аустенита. Остаточный аустенит понижает твердость закаленной стали и может вызвать нестабильность размеров готовых деталей, так как, бу­дучи нестабильной фазой, способен к распаду при низкой температуре с малой скоростью. Для стабилизации размеров закаленных изделий и повы­шения их твердости проводится охла­ждение до температуры Мк, в процессе которою аустенит превращается в мар­тенсит. Температура Мк легированных сталей изменяется в широких пределах, поэтому при обработке холодом их ох­лаждают до температур от -40 до -196 °С (температуры жидкого азота).

Остаточный аустенит в процессе вы­держки при температуре 20-25 С не­сколько стабилизируется, поэтому обра­ботку холодом следует проводить сразу после закалки.

Обработке холодом подвергают изме­рительные инструменты, детали подшинников качения, цементированные де­тали из легированных сталей и ряд других изделий.

закаливаемость и прокаливаемость сталей. Закаливаемость и прокаливае­мость - важнейшие характеристики ста­лей. (Закаливаемость определяется твер­достью поверхности закаленной детали и зависит главным образом от содержа­ния углерода в стали При закалке, раз­личных деталей поверхность их, как правило, охлаждается со скоростью, большей Vкр, следовательно, на поверх­ности образуется мартенсит, обладаю­щий высокой твердостью.

Прокаливаемостью называют способ­ность стали закаливаться на определен­ную глубину.

Условились при оценке прокаливаемости закаленными считать слои, в ко­торых содержится не менее 50 % мар­тенсита

Уста­новлено, что легирование стали любы­ми элементами, кроме кобальта, увели­чивает прокаливаемость, так как при этом повышается устойчивость переох­лажденного аустенита.

Отпуск закаленных сталей. Нагрев за­каленных сталей до температур, не пре­вышающих А1, называют отпуском.

В результате закалки чаще всего по­лучают структуру мартенсита с неко­торым количеством остаточного аусте­нита, иногда-структуру сорбита, тростита или бейнита. Рассмотрим измене­ния структуры мартенситно-аустенитной стали при отпуске.

При отпуске происходит несколько процессов. Основной — распад мартенсита, состоящий в выделении углерода в виде карбидов. Кроме того, распадается остаточный аустенит, совершаются карбидное превра­щение и коагуляция карбидов, уменьшаются несовершенства кристалли­ческого строения -твердого раствора и остаточные напряжения.

Фазовые превращения при отпуске принято разделять на три пре­вращения в зависимости от изменения удельного объема стали. Распад мартенсита и карбидное превращение вызывают уменьшение объема, а распад аустенита — его увеличение.

1)Из мартенсита выделяется часть углерода в виде метастабильного - карбида, имеющего гексагональную решетку и химический состав, близкий к Fe2C. Дисперсные кристаллы -карбида когерентны с решеткой мартенсита. Обеднение твердого раствора углеродом происходит нерав­номерно: наряду с участками мартенсита, обедненного углеродом (вблизи карбидов), сохраняются участки с исходным содержанием углерода.

2)Одновременно происходит несколько процессов: продолжается распад мартенсита, распадается остаточный аустенит и начинается карбид­ное превращение. Распад мартенсита распространяется на весь объем, концентрационная неоднородность твердого раствора исчезает; в мартен­сите остается около 0,2 % растворенного углерода. Распад остаточного аустенита происходит по механизму бейнитной реакции: образуется смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и дисперсных карбидов. При температурах около 250 °С начинается превращение -карбида в цемен­тит; при этом когерентность решеток твердого раствора и карбида нару­шается.

3)Завершаются распад мартенсита и карбидное превращение. Из мартенсита выделяется весь пересыщающий углерод в виде карбидов, тетрагональность решетки -твердого раствора устраняется — мартенсит переходит в феррит.

Влияние легирующих элементов на процесс отпуска. Многие легирующие элементы повышают температуры вто­рого и третьего превращений, умень­шают скорость коагуляции карбидов и влияют на карбидные превращения при отпуске.

При легировании сталей Cr, Mo, W, V, Со и Si затрудняется распад мартен­сита: он завершается при нагревах до температуры 450-500 °С; карбидообразующие элементы (Cr, Mo, W, V) умень­шают скорость диффузии углерода вследствие химического сродства с ним;Со и Si. не образующие карбидов в ста­лях. а также большинство карбидообразующих элементов увеличивают силы межатомной связи в твердом растворе. Вследствие этого стали приобретают повышенную сопротивляемость отпуску (теплостойкость).