Материаловедение. Домашнее задание. Вариант 8., страница 2

4. Среднетемпературный отпуск (температура, структура, стали, подвергающиеся среднему отпуску и механические свойства этих сталей после термической обработки).

Отпуск – нагрев закалённой стали ниже А_С1.

Отпуск заключается в нагреве закалённой стали, структура которой состоит из тетрагонального мартенсита и остаточного аустенита, до температур ниже А_С1, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении. Так как мартенсит представляет собой перенасыщенный твердый раствор углерода в , то структура закалённой стали является нестабильной и при отпуске протекают процессы, приводящие к равновесному состоянию стали, что, очевидно, будет достигаться выделением углерода из мартенсита и остаточного аустенита.

Дилатометрические исследования процессов, протекающих при отпуске закалённой углеродистой стали выявляют три температурных интервала изменения длины образцов: уменьшение при 70-150 С, увеличение при 150-300 С и снова уменьшение длины при 300-400 С. С дилатометрическими данными коррелируют результаты измерения электросопротивления, магнитной индукции и других свойств. Соответствующие превращения при отпуске называются первым, вторым и третьим. Так как исходной является структура, состоящая из мартенсита и аустенита, а удельный объём мартенсита больше, чем у аустенита, то при превращении мартенсита объём будет уменьшаться (сжатие образца), а при превращении аустенита – увеличиваться (расширение образца). Таким образом первое и третье превращения связаны с изменениями состояния мартенсита, а второе – с изменением состояния аустенита.

Увеличение скорости нагрева при отпуске смещает температуру начала всех превращений вверх по температурной шкале, что связано с тем, что превращения при отпуске – диффузионные и при очень быстром нагреве не успевают пройти до конца.

Игольчатый характер строения мартенсита сохраняется до высоких температур и только при продолжительном отпуске при 650 С вместо игольчатой мартенситной структуры наблюдается равновесные мелкие ферритные зёрна. Дальнейшее повышение температуры приводит к процессам возврата (преимущественно уменьшению плотности дислокаций) в феррите и рекристаллизации ферритных зёрен.

Сталь, отпущенная при 500-600 С, имеет структуру троостита, а при 500-600 С – структуру сорбита. Эти структуры представляющие собой смесь цементита и феррита, различаются по твёрдости и степени дисперсности цементитных частиц.