Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 7. Влияние термической обработки на свойства сталиВ результате термической обработки существенно изменяются свойства стали. Наибольшее значение имеют механические свойства. В отожженном, нормализованном или отпущенном удлинения и сужения имеет высокую твердость (около При малом количестве цементитных включений (рис. 221, а) пластическая деформация развивается относительно беспрепятственно, и свойства материала характеризуются невысокой твердостью.
Рис. 221. Влияние твердых частиц на твердость и пластичность
Рис. 222. Твердость стали в зависимости от содержания углерода и температуры закалки: 1 — нагрев выше Если таких частиц будет больше, например если при термической обработке измельчаются частицы цементита (рис. 221, б), то вокруг этих частиц возникает искажение кристаллической решетки, что препятствует движению дислокаций, и сталь упрочняется. Наоборот, в результате укрупнения этих частиц (рис. 221, в) освободятся некоторые объемы феррита для движения дислокаций, и способность стали к пластической деформации увеличится. Таким образом, твердость (прочность) феррито-цементитной (или другой двухфазной) смеси будет складываться из природной твердости основы плюс приращение твердости за счет объемов металла с искаженной решеткой, которое в первом приближении пропорционально поверхности раздела фаз, т. е. Если твердость выражать в единицах Бринелля, а поверхность раздела фаз в Таким образом объясняется изменение твердости в отожженной (нормализованной) или отпущенной стали, имеющей структуру ферритоцементитной смеси разной дисперсности. Но объяснить так высокую твердость мартенсита нельзя. Высокая твердость мартенсита объясняется тем, что элементарные кристаллические ячейки его искажены, вследствие чего пластическая деформация затруднена и образование сдвигов в мартенсите почти невозможно. Чем больше углерода в стали, тем больше искаженность тетрагональной решетки мартенсита и больше его твердость. Твердость мартенсита зависит в первую очередь от содержания в мартенсите (в стали) углерода. Мартенсит в стали, содержащей Нагрев под закалку до обычных температур, т. е. до Кроме твердости, большое значение имеет пластичность (вязкость) стали. Чем выше твердость, тем, как правило, ниже пластичность и вязкость. Однако и при одинаковой твердости показатели пластических и вязких свойств могут сильно колебаться в зависимости от структуры и размеров пластин мартенсита. Обычно с укрупнением структуры пластические и вязкие свойства снижаются. Описанный в Для получения высокого комплекса механических свойств следует стремиться к тому, чтобы после закалки получалась мелкоигольчатая мартенситная структура, что достигается лишь при исходной мелкозернистой аустенитной структуре. Как было отмечено, снижение температуры изотермического распада аустенита приводит к увеличению дисперсности феррито-цементитных частиц и к повышению вследствие этого твердости. Следовательно, перлит, т. е. продукт превращения аустенита при Отпуск — заключительная операция термической обработки, придающая стальному изделию окончательные свойства, поэтому свойства отпущенных сталей рассмотрим подробнее. Изменение твердости сталей с разным содержанием углерода в зависимости от температуры отпуска показано на рис. 224. Изменение твердости при отпуске является следствием изменений в строении, происходящих при отпуске. Нагрев до 100 °С сопровождается слабым повышением твердости (на
Рис. 223. Иглы мартенсита в разных по рааиеру аустенитных зернах,
Рис. 224. Зависимость твердости от температуры отпуска (углеродистые стали с различным содержанием углерода) Прямолинейная зависимость падения твердости от температуры нарушается в районе Общая тенденция состоит в том, что твердость с повышением температуры отпуска падает, так же как и другие показатели прочности Отпуск при 300 °С приводит к повышению предела прочности и предела упругости. Эти характеристики вследствие напряженного состояния стали в закаленном состоянии или при отпуске при низкой температуре получаются пониженными. Показатели пластичности выше, чем у отожженной стали. Отпуск выше 650 °С уже не повышает пластичность Более высокие механические свойства закаленной и высокоотпущенной стали по сравнению с отожженной или нормализованной (при равной прочности у закаленной и высокоотпущенной
Рис. 225. Механические свойства стали 40 в зависимости от температуры отпуска Ударная вязкость стали в зависимости от температуры отпуска изменяется следующим образом. У закаленной углеродистой стали при обычном испытании на ударный изгиб вязкость сохраняется низкой вплоть до температуры отпуска 400 °С, после чего начинается интенсивное повышение ударной вязкости; максимум ее достигается при 600 °С. В некоторых сталях (легированных) отпуск примерно при 300 °С снижает ударную вязкость, которая повышается лишь при отпуске выше 450-500 °С. Явление это будет рассмотрено дальше (гл. XVI, п. 2). Мы уже рассматривали изменения свойств стали в зависимости от температуры отпуска. Температура отпуска — наиболее существенный фактор, влияющий на свойства отпущенной стали. При отпуске протекают диффузионные процессы, поэтому выдержка на той или иной стадии способствует превращениям, происходящим при данных температурах. Продолжительный отпуск можно заменить более коротким, но при несколько более высокой температуре. Если температуру и продолжительность отпуска сбалансировать таким образом, что твердость будет одинаковой (такие отпуски называются изосклерными), то и остальные механические свойства будут близкими. В отличие от некоторых легированных сталей механические свойства углеродистых (и многих других) сталей не зависят от скорости охлаждения после нагрева до температуры отпуска. Свойства стали после отпуска зависят только от температуры и продолжительности отпуска.
|
1 |
Оглавление
|