Влияние температуры закалки на структуру и свойства стали

Микрошлиф 4 – сталь У8А после закалки (температура нагрева
780 °С). При правильном нагреве образуется мелкоигольчатый мартенсит закалки (рис. 4.6.6а), поскольку длина игл мартенсита L определяется размерами зерна аустенита. Кристаллы мартенсита травятся слабо и ориентированны друг к другу под углами 60 ° и 120 °. Такая структура обеспечивает стали невысокую ударную вязкость КСU = 0,1 МДж/м², но она может быть значительно повышена отпуском. Мартенсит закалки с содержанием углерода 0,8 % создаёт твёрдость стали НRС 62.

Микрошлиф 5 – сталь У8А после закалки (температура нагрева 900 °С – перегрев). При перегреве образуется крупное зерно аустенита, и поэтому в процессе закалки образуется крупноигольчатый мартенсит закалки (рис.4.6.6б).

Рис. 4.6.6. Схемы структур стали У8: а – мартенсит мелкоигольчатый;
б – мартенсит крупноигольчатый

По сравнению с микрошлифом 3 длина игл L возрастает примерно в 10 раз. Такое строение мартенсита снижает ударную вязкость стали до значений менее 0,1 МДж/м², т. е. сталь становится хрупкой. Последующий отпуск вязкость стали практически не повышает. Твёрдость стали после закалки с перегревом существенно не отличается от твёрдости правильно закалённой стали.

Наличие в структуре крупноигольчатого мартенсита свидетельствует о перегреве стали при закалке и является браком термической обработки. Для устранения этого брака выполняется полный отжиг или нормализация. После этого выполняется закалка, но уже с правильной температурой нагрева.