
Термическая обработка стали, именуемая отпуском, выполняется для устранения избыточных внутренних напряжений в металле, возникающих в ходе закалки. Побочным эффектом отпуска является повышение пластичности стального материала и, как следствие, улучшение его ковкости. После данной термообработки изделие становится более устойчивым к динамическим нагрузкам. Из нашей статьи вы узнаете, какие изменения происходят в металле в процессе отпуска, и как благодаря этому формируются нужные физические свойства стальных изделий.
Ранее в одном из наших материалов мы рассказывали, что во время закалки происходит упрочнение стали за счёт образования так называемых мартенситов. Это включения в металле, которые своей структурой напоминают пирамиды (тетраэдры). Их наличие делает материал чрезвычайно прочным, но одновременно и хрупким. Именно поэтому закалённая сталь может разрушаться после приложения к ней динамических нагрузок. Для борьбы с этим явлением и выполняется отпуск металла.
Технология и виды отпуска стали
Сталь отпускают путём длительной выдержки при температурах от 100 до 600 °C. После извлечения отпущенного изделия из печи ему дают остыть, как правило, естественным путём, без движения воздуха вблизи него. Тип данной термической обработки определяется температурой, в которой выдерживается металл. В зависимости от этого отпуск может быть низким, средним и высоким. Рассмотрим, каким образом изменяется внутренняя структура стали при каждом из указанных типов отпуска.
Низкий отпуск
Выполняется при температуре до 300 °C. Объект выдерживается в печи 1-3 часа. В процессе низкого отпуска происходит трансформация закалочных мартенситов, которая заключается в перераспределении атомов углерода по кристаллической решётке металла. В процессе углеродной диффузии мартенситы становятся менее тетрагональными, что и приводит к некоторому снижению прочности и появлению пластичности.
Низкому отпуску подвергаются, как правило, стальные изделия с поверхностной закалкой и прошедшие через операцию цементации. Данный вид термической обработки не изменяет твёрдость стали. Из металла, подвергнутого низкому отпуску, изготавливают режущие инструменты, например, хирургические и прочие.
Средний отпуск
Для среднего отпуска металл нагревается до 450 °C. При таких температурах закалочный мартенсит сначала превращается в мартенсит отпуска, а потом трансформируется практически до полного распада, трансформируясь в особую ферритную фракцию, называемую трооститом. Это высокодисперсная смесь феррита и цементита с ярко выраженным пластинчатым строением.
Благодаря трооститам сталь становится вязкой, чем обуславливается высокая устойчивость металла к воздействию динамических нагрузок, в частности, ударам и попеременным деформациям. Поэтому из стали среднего отпуска изготавливают следующую продукцию:
- молоты;
- компоненты штампов;
- пружины;
- рессоры для массивного транспорта.
Экспозиция обрабатываемого металла в печи продолжается в течение 3-4 часов, что позволяет закрепить обновлённые свойства материала.
Высокий отпуск
Здесь осуществляется нагрев металла до 600 °C. Выдержка в печи составляет 4-6 часов. При таком воздействии высокой температуры мартенситы (те, которые оставались ещё в материале) окончательно распадаются, а троостит частично трансформируется в перлит. Это ещё одна ферритная фракция, представляющая собой сфероидные образования, состоящие из атомов углерода и железа. Она делает износоустойчивой даже низкоуглеродную сталь.
Закажите услугу отпуска стальных изделий в нашей компании, и вы получите металлопродукцию с необходимыми свойствами.