Отпуск металлов

ОТПУСК металлов, вид термической обработки, заключающийся в нагреве закалённого сплава до темп-ры ниже нижней критич. точки, выдержке и последующем охлаждении. Термин "О." применяют гл. обр. к сталям. Процессы распада зафиксированного закалкой состояния др. сплавов чаще наз. старением. Осн. назначение О. - достижение необходимых свойств стали, в особенности оптимального сочетания прочности, пластичности и ударной вязкости. С повышением темп-ры свойства стали изменяются постепенно, однако наблюдаются сравнительно узкие интервалы темп-р резкого их изменения. В соответствии с этими интервалами различают первое (100-150 °С), второе (250-300 °С) и третье (325-400 °С) превращения. При первом происходит уменьшение, при втором - увеличение, при третьем - значительное уменьшение объёма металла.

Большую роль в выяснении сущности процессов О. сыграли рентгеноструктурные исследования Г. В. Курдюмова, показавшие, что первое и третье превращения связаны с распадом мартенсита, а второе - остаточного аустенита. Распад мартенсита в процессе О. при 100- 150 °С имеет двухфазный характер; наряду с твёрдым раствором исходной концентрации появляется раствор, содержащий 0,25-0,3% углерода. При О. в интервале темп-р до 200-300 °С из твёрдого раствора выделяется низкотемпературный карбид железа, а при более высоких темп-pax - цементит. Традиционная классификация превращений при О. имеет относит. ценность. В низкоуглеродистых сталях (до 0,2% углерода) отсутствует первое превращение. Легирование Cr, Mo, W, V, Со, Si сдвигает второе превращение при О. к более высоким темп-рам. В сталях, легированных Мо, W, V, при О. в интервале темп-р 450- 550 °С наблюдается выделение частиц карбидов этих элементов в дисперсной форме, что вызывает т. н. вторичное твердение. В конечном счёте высокий О. приводит к превращению структуры стали в феррито-карбидную смесь.

Процессы, происходящие в закалённой стали при вылёживании и нагреве, на основании совр. экспериментальных данных представляются следующим образом: перераспределение атомов углерода в мартенсите - сток нек-рой части атомов углерода к дислокациям и к границам мартенситных кристаллов, перемещения их в порах кристаллич. решётки; распад мартенсита с образованием выделений той или иной карбидной фазы в зависимости от темп-ры О., легирования, реальной структуры кристаллов мартенсита; релаксация внутр. микронапряжений в результате микропластич. деформации; превращения остаточного аустенита в зависимости от легирования и температурного интервала - бейнитное и перлитное; превращение остаточного аустенита при охлаждении после О. (вторичная закалка).

С повышением темп-ры О. твёрдость и прочность понижаются, пластичность и ударная вязкость повышаются; понижается критич. темп-pa хладноломкости (Ткр). При О. до 300 °С повышается сопротивление малым пластич. деформациям. При О. в интервалах темп-р 300- 400 °С и 500-600 оС, особенно в легированных сталях, наблюдается падение ударной вязкости и повышение Ткр - явления необратимой и обратимой отпускной хрупкости. Быстрое охлаждение после О. при 600-650 °С и легирование Mo, W подавляют обратимую хрупкость. Низкий О. (120-250 °С) гл. обр. уменьшает склонность к хрупкому разрушению и используется при термообработке инструментальных, цементуемых и высокопрочных конструкционных сталей, О. при 300-400 °С применяется при термообработке пружин и рессор, высокий О. (450-650 °С) - при термообработке деталей машин, испытывающих динамич. и вибрац. нагрузки.

Лит.: Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М., 1960; его ж е, О кристаллической структуре закаленной стали, в сб.: Проблемы металловедения и физики металлов, сб. 9, М., 1968; Гуляев А. П., Термическая обработка стали, 2 изд., М., 1960.

Р. И. Энтин.

По материалам БСЭ.

Категория: О | Добавил: lascheggia (30.10.2015)
Просмотров: 211