Практикум / Э. Г. Бабенко [и др.]. Хабаровск : Изд-во двгупс

43
 
7. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 
         ОТПУСКА НА СВОЙСТВА ЗАКАЛЁННОЙ СТАЛИ 
 
Цель работы: исследовать влияние температуры отпуска на структуру 
и свойства закаленной углеродистой стали. 
Приборы и оборудование: комплект лабораторных образцов, твердомер 
Роквелла ТК-2. 
 
7.1. Краткие теоретические сведения  
 
Закалённая  на  мартенсит  сталь  находится  в  неравновесном,  сильно 
напряжённом состоянии. Она обладает высокой твёрдостью и хрупкостью. 
Для  снижения  внутренних  напряжений,  повышения  пластичности  и 
вязкости закалённая сталь подвергается отпуску. 
Отпуск заключается в нагреве закалённой стали до температуры ниже 
Ас
1
, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении. 
Отпуск  является  окончательной  операцией  термической  обработки,  в 
результате  чего  полностью  или  частично  снимаются  внутренние  напря-
жения, возникающие при закалке, причем эти напряжения уничтожаются 
тем  полнее,  чем  выше  температура  отпуска.  Так,  например,  осевые  на-
пряжения  в  цилиндрическом  образце  из  стали  с  содержанием  углерода 
0,3 % в результате отпуска при температуре 550 
о
С уменьшаются в 7,5 раз. 
Скорость охлаждения при отпуске оказывает существенное влияние на 
величину  остаточных  напряжений.  Чем  медленнее  охлаждение,  тем 
меньше остаточные напряжения. 
Основное влияние на свойства закалённой стали оказывает температу-
ра, до которой производится нагрев изделия при отпуске. В зависимости от 
температуры нагрева различают следующие три вида отпуска. 
Низкотемпературный  (низкий)  отпуск.  Этот  отпуск  осуществляется 
при  нагреве  изделия  до  250
 о
С.  При  этом  снижаются  закалочные  напря-
жения,  мартенсит  закалки  переходит  в  мартенсит  отпуска;  повышается 
прочность и намного улучшается вязкость (без заметного снижения твёр-
дости). Однако изделие из такой стали (если не имеет вязкой сердцевины) 
не выдерживает значительных динамических и особенно знакопеременных 
нагрузок. 

 
44 
Низкотемпературному  отпуску  подвергается  режущий  и  мерительный 
инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали с 
поверхностной  закалкой,  цементацией,  цианированием  или  нитроцемен-
тацией. Чаще всего в этих случаях продолжительность отпуска составляет 
1…2,5 ч, а для крупногабаритных изделий и измерительных инструментов 
назначается более длительное время отпуска. 
Среднетемпературный (средний) отпуск выполняется при температуре 
350…500
 о
С. Используется он чаще всего для пружин, рессор и штампов, 
так как обеспечивает высокие пределы упругости, выносливости и релак-
сационную стойкость. Структура стали после среднего отпуска – троостит 
отпуска или троостомартенсит, твёрдость которого ниже, чем у мартенсита 
отпуска. 
Охлаждение после отпуска при температуре 400…450
 о
С следует про-
водить в воде, что способствует образованию на поверхности сжимающих 
остаточных  напряжений,  которые  увеличивают  предел  выносливости 
пружин. 
Высокотемпературный  (высокий)  отпуск  производится  при  темпера-
туре 500…680
 о
С. Образуемая структура – сорбит отпуска. По сравнению с 
трооститом отпуска сорбит отпуска обладает меньшей твёрдостью, проч-
ностью  и  упругостью,  но  более  высокими  показателями  пластичности  и 
вязкости. 
Отпуск при температуре 550…660
 о
С в течение 1…2 ч почти полностью 
снимает  остаточные  напряжения,  возникающие  при  закалке.  В  общем 
случае длительность высокого отпуска составляет 1…6 ч в зависимости от 
массы и габаритов изделия. Иногда это время увеличивается до нескольких 
десятков часов. 
Термическая  обработка,  состоящая  из  закалки  и  высокого  отпуска, 
называется улучшением. 
Улучшению подвергают, как правило, среднеуглеродистые (0,3…0,5 %С) 
конструкционные стали, если к ним предъявляются высокие требования по 
пределу  выносливости  и  ударной  вязкости.  Улучшение  существенно  по-
вышает прочность, уменьшает чувствительность к концентраторам напря-
жений, снижает температуру порога хладноломкости. Однако износостой-
кость улучшенной стали невысокая вследствие пониженной твёрдости. 
 

жүктеу/скачать 4,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: