Процедура отпуска стали
Отпуск стали – вид термической обработки, применяемый для изделий, прошедших закалку с полиморфным превращением. Что значит «отпущенная сталь»? Это сталь, нагретая ниже температур, при которых происходит изменение типа кристаллической решетки. Далее металл выдерживается в нагретом виде определенное время, затем следует медленное охлаждение, как правило, на воздухе. Назначение отпуска – ослабление или ликвидация внутренних напряжений, увеличение пластичности и вязкости, некоторое уменьшение твердости, полученной при закалке, снижение хрупкости. От правильного выполнения термообработки во многом зависит качество закаленной детали. В зависимости от целевого назначения, выбирают оптимальный режим процесса.
Виды отпуска
Низкий
Для этого вида термообработки характерны: невысокий нагрев детали до 150-250°C, выдержка при этих температурах и охлаждение на воздухе. При низком отпуске происходят следующие процессы:
- образуется структура «мартенсит отпуска» (продукт распада мартенсита, образующегося при температуре ниже аустенитно-ферритного превращения);
- частично устраняются внутренние напряжения;
- повышается вязкость без заметного снижения твердости.
Этот отпуск чаще всего проводится для инструментальных сталей.
Отпуск при невысоких температурах называют «старением». Виды «старения»:
- Искусственное. Детали нагревают до 120-150°C и выдерживают при этих температурах в течение 18-35 часов. Процесс проходит в ваннах с автоматическим регулированием температуры.
- Естественное. Осуществляется при комнатной температуре, инструмент и изделия выдерживают в таких условиях в течение трех месяцев и более.
«Старение» закаленных деталей и инструмента служит для стабилизации размеров при сохранении достаточно высокой твердости.
Средний
Температуры среднего отпуска лежат в интервале 300-500°C. При этом происходит достаточно существенное снижение твердости и повышение вязкости. Такая термообработка применяется для инструмента, который должен иметь значительную вязкость, прочность и упругость, а также для пружин и рессор.
Высокий
Выполняется при температурах 500-650°C, приводит к образованию структуры, обеспечивающей изделию оптимальное сочетание прочности и пластичности. Применяется для деталей, изготавливаемых из конструкционных сталей 35,45, 40Х и предназначенных для эксплуатации при ударных нагрузках.
Определение! Операция закалки с последующим высоким отпуском называется «улучшением».
Как правильно отпустить закаленную сталь?
Эту операцию необходимо производить сразу после закалки, поскольку деталь может покрыться трещинами из-за присутствия высоких остаточных напряжений. При нарушении режима отпуска – недостаточном нагреве или малой выдержке – происходит «недоотпуск», при котором деталь сохраняет хрупкость. Для устранения этого недостатка применяют повторный отпуск.
Ориентировочная твердость стали (по Роквеллу) после термообработки в различных режимах, включающих закалку и отпуск
Марка стали |
Температура закалки, °C |
HRC после закалки |
Твердость стали после отпуска, HRC |
|||
150-200 |
200-360 |
360-500 |
500-600 |
|||
У7А |
780-800 |
63-62 |
62-60 |
60-53 |
53-34 |
34-25 |
У8А |
770-780 |
63-62 |
62-60 |
60-54 |
54-39 |
39-36 |
У10А |
780-810 |
64-62 |
62-61 |
61-58 |
58-40 |
40-38 |
У12А |
780-810 |
65-63 |
64-62 |
62-53 |
53-38 |
38-26 |
40 |
820-840 |
52-50 |
51-48 |
48-45 |
45-32 |
32-26 |
40Х |
830-850 |
55-50 |
54-50 |
50-47 |
47-36 |
36-26 |
35ХГСН |
860-880 |
50-45 |
49-44 |
44-42 |
42-38 |
38-32 |
5ХНМ |
830-850 |
60-58 |
58-55 |
55-51 |
51-42 |
42-32 |
5ХНВ |
830-860 |
59-55 |
58-55 |
55-51 |
51-42 |
42-32 |
65Г |
800-820 |
62-61 |
61-56 |
56-52 |
52-38 |
38-24 |
ХВГ |
830-850 |
65-64 |
64-60 |
60-58 |
58-46 |
46-37 |
Х12М |
1030-1050 |
63-62 |
63-62 |
62-60 |
60-56 |
56-50 |
9ХС |
830-850 |
65-62 |
64-61 |
61-56 |
56-46 |
46-38 |
ШХ15 |
820-850 |
65-61 |
64-60 |
60-55 |
55-42 |
42-42-28 |
20Х |
820-850 |
64-63 |
63-62 |
62-57 |
|
|