Отпуск сталей

Отпуском называют финишную термическую обработку, заключаю­щуюся в нагреве закаленной стали до температур ниже Асх, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью (рис. 3.12, а). Отпуск проводят для снижения или пол­ного устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости за­каленной стали и получения требуемой структуры и механических свойств. В зависимости от температуры отпуск делят на низкий, сред­ний и высокий.

Рис. 3.12. Температурные области нагрева под отпуск (а),, структуры закалки и продуктов ее распада: 6 - мартенсит закалки; в - мартенсит отпуска; г - троостит отпуска; д - сорбит отпуска

Низкий отпуск проводят при нагреве до 250 °С, после чего следует выдержка в течение 1... 1,5 ч в зависимости от размеров детали и охлаж­дение. Применяют его для режущего и измерительного инструмента, деталей, подвергаемых поверхностной закалке, цементации, нитроце-ментации (более подробно см. главу 4). После низкого отпуска снижа­ются закалочные напряжения, мартенсит закалки (рис. 3.12, б) пре­вращается в мартенсит отпуска (рис. 3.12, в), повышается прочность и несколько - вязкость. Твердость остается высокой (58...63 HRC3) и почти не снижается по сравнению с закаленной сталью.

Средний отпуск проводят при нагреве до 350...500 °С, затем следует выдержка от 1 до 8 ч в зависимости от массы детали и охлаждение, как правило, на спокойном воздухе. Этот вид отпуска применяют для пружин, рессор и некоторых видов штампового инструмента. В ре­зультате такой обработки достигаются высокие значения пределов упругости и выносливости, образуется структура - троостит отпуска (рис. 3.12, г) или троосто-мартенсит, твердость стали - 40...50 HRC3.

Высокий отпуск проводят при температурах 500...680 °С в течение 1...6 ч в зависимости от габаритов изделия и затем изделия охлаждают на воздухе. Для легированных сталей применяют охлаждение в воде или масле с целью предотвращения отпускной хрупкости. Этот вид отпуска используют для нагруженных конструкционных деталей из среднеуглеродистых конструкционных сталей с целью обеспечения наилучшего соотношения прочности и вязкости. После высокого от­пуска структура стали состоит из сорбита отпуска (рис. 3.12, д). Твер­дость - 25...30 HRC3.

Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением. Улучшение значительно повышает конструкци­онную прочность стали, уменьшая ее чувствительность к концентрато­рам напряжений, увеличивая работу развития трещин и снижая темпе­ратуру порога хладноломкости.