Влияние ТО на механические свойства стали

Мартенсит менее устойчив, чем перлит и аустенит. Рассмотрим процессы, протекающие в закаленной мартенситной стали при ее нагреве до температур <А (отпуск). Поскольку переходы сопровождаются перестройкой кристаллической решетки, т.е. изменением размеров образца, проанализируем зависимость (рис.2.10).

Рис.2.10. Превращения закаленной стали (изменение размеров решетки)

Первое превращение (аномалия I на ) при 80-200 , соответствует выделению из М-та пластинок -карбида с составом . Уменьшение концентрации С в М-те приводит к уменьшению степени тетрагональности его решетки и объема. Получаем отпущенный М-т с с/а . Второе превращение (200-260 )- распад остаточного Аустенита с образованием смеси, состоящей из пересыщенного твердого раствора и отпущенного М-та. В области 260-380 из М-та выделяется весь избыточный С, образуя Цементит. Выше 380-400 весь углерод связан в Цементите и сталь имеет структуру троостита отпуска и более высокие твердости и прочность. При Т (А ) структура еще более грубая (зернистый Перлит).

При высоких нагрева или введении легких элементов (Mo,V,Cr,W,Co и другие) температуры периодов смещаются в сторону больших температур.

Процессы старения стали (отпуск без полиморфных превращений) происходят по термическому или деформационному механизмам. Первый характерен для низкоуглеродистых сталей и обусловлен изменением растворимости С и N в при изменении температуры. Закалка дает пересыщенный , а отпуск- выделение из него карбидов и нитридов. В средне- и высокоуглеродистых сталях этого нет, а происходит деформационное старение, когда после деформации происходит торможение дислокаций. Al, Ti и V замедляют эти процессы.

Главной целью ТО является изменение механических свойств сталей. В отожженном состоянии (равновесный состав и структура) сталь имеет min и максимальную пластичность. Ее структура пластичный Феррит и Цементит и механические свойства растут с С, т.к. увеличивается количество карбидных включений. Причем пластичность зависит от дисперснности Мартенсита и Аустенита. Отпуск при (рис.2.11) ведет к понижению прочностных ( ) показателей, но росту пластичности. Наилучшее сочетание свойств у сталей после закалки (Мартенситная структура) и отпуска (выделение карбидов). Сочетание закалки с высоким отпуском называется улучшением. Такая ТО является основной для конструкционных сталей.

Послезакалочный отпуск некоторых легированных сталей при Т=250-300 и 500-600 дает снижение вязкости, поэтому для них используются методы быстрого охлаждения или легирование W и Mo.