(0 Голосов)

Стадии отпуска стали

При обработке стали принято различать следующие стадии отпуска (4 из них основные):

1. Температура ниже 80 °C

Это – стадия, предшествующая выделению атомов углерода (C), при которой происходит отсоединение атомов С вследствие дефектов кристаллической решётки и образование из них кластеров (слабо связанных между собой групп атомов).

2. Температуры от 80 °C до 200 °C (1-я стадия отпуска)

Стали с долей углерода выше 0,2 %: мартенсит преобразуется в α + ε-карбиды.

α-карбиды иначе называют кубическим мартенситом.

ε-карбиды (FexC) содержат меньше железа (Fe), чем традиционные карбиды (к примеру, при 120 °C x = 2,4).

Стали с долей углерода ниже 0,2 %: ε-карбиды не образуются, так как атомы углерода занимают энергетически более выгодные положения рядом с местами сдвига в кристаллической решётке. Такой мартенсит не имеет совсем или имеет лишь минимальную тетрагональную деформацию, то есть изменение его кристаллической структуры не происходит.

3. Температуры от 200 °C до 320 °C (2-я стадия отпуска) (для низколегированных сталей: от 200 °C до 375 °C)

Происходит распад имеющегося остаточного аустенита. При этом образуются карбиды и участки α'-феррита, которые по своей концентрации пока ещё отличаются от равновесных фаз Fe3C и α. Легирующие добавки, такие как хром (Cr), могут способствовать сдвигу в сторону более высоких температур распада остаточного аустенита.

4. Температуры от 320 °C до 520 °C (3-я стадия отпуска)

Устанавливается равновесная структура из цементита и феррита, что сопровождается относительно сильным снижением твёрдости.

5. Температуры выше 500 °C

Происходит формирование и коагуляция всё большего числа частиц цементита.

6. Температуры от 450 °C до 550 °C (4-я стадия отпуска) (для сталей с добавками, образующими специальные карбиды, и/или со смесью карбидов)

В сталях, содержащих ванадий, молибден, хром и вольфрам, при этих температурах выделяются специальные карбиды, то есть карбиды легирующих элементов. Если эти карбиды распределены достаточно тонко, и соответствуют определённым химическим составам стали, то они могут способствовать повышению её твёрдости до уровней, даже превышающих твёрдость мартенсита (максимум вторичной твёрдости). Такие стали принято называть горячедеформируемыми.

Охрупчивание сталей при отпуске

При отпуске сталей наблюдаются явления охрупчивания двух типов:

1. «Охрупчивание при 300°C», или синеломкость (200 °C < T < 400 °C)

Предположительная причина: выделение углерода и азота на границах зёрен, явление старения (у сталей с повышенным содержанием углерода)

Последствие: плохая формуемость в холодном состоянии

Способ профилактики: избегать данный диапазон температур или легировать сталь кремнием (Si).

2. «Охрупчивание при 500°C», или охрупчивание при отпуске (448,5 °C < T < 530 °C)

Причина: обогащение границ зёрен аустенита микроэлементами или карбидами особенно в марганцовистых, хромомарганцовистых и хромоникелевых сталях

Последствие: уменьшается работа разрушения надрубленного образца, увеличивается температура перехода при испытании ударом на изгиб надрубленного образца

Способ профилактики: Если невозможно избежать данный диапазон температур отпуска, то следует легировать сталь молибденом (значительное улучшение уже при добавлении 0,05-0,1 % Mo, однако при добавлении 0,2-0,3 % Mo эффект уже почти отсутствует) или вольфрамом.



Обновлено (05.06.2019 16:01)