с твердым раствором и снижаются
внутренние напряжения. При завершении третьего превращения сталь
имеет ферритоцементитную структуру.
Повышение температуры отпуска
выше 400 XI
приводит к коалес-ценции цементитных частиц за счет диффузии
углерода в феррите, растворимость которого, согласно уравнению Томпсона
(1.22), зависит от характера кривизны границ раздела. Сталь, отпущенная
при 400— 500 °С, имеет структуру троостита отпуска, при 500—600 °С —
сорбита отпуска. Если температуры близки к АСл,
образуется структура зернистого цементита (рис. 3.12).
Коалесценция цементита приводит к снижению прочности стали.
Температура отпуска оказывает
большое влияние на свойства отпущенной стали. Различают следующие
виды отпуска: низко-, средне- и высокотемпературный.
Низкотемпературный (низкий)
отпуск проводят при температуре 150—200 °С. Его цель — снятие
внутренних напряжений, получение структуры отпущенного мартенсита.
Закаленная сталь после низкого отпуска сохраняет высокую твердость (58—63
HRC).
Среднетемпературный (средний)
отпуск выполняют при 350— 500 °С. Он обеспечивает высокие пределы
упругости и выносливости, твердость стали 40—50 HRC. Структура
стали после среднего отпуска — троостит отпуска.
Высокотемпературный (высокий)
отпуск осуществляют при 500— 680 °С. Сталь после отпуска имеет
структуру сорбита отпуска и наилучшее соотношение прочности, вязкости
и пластичности.
Термическую обработку, состоящую
из закалки и высокого отпуска, называют улучшением. Оно
позволяет одновременно повысить пределы текучести и прочности,
относительное сужение и ударную вязкость стали, однако при этом снижается
твердость. Такая обработка значительно увеличивает конструкционную
прочность стали.
§ 4. Химико-термическая обработка стали
Химико-термической обработкой
(ХТО) называют поверхностное насыщение стали каким-либо элементом путем
диффузии его из внешней среды при повышенной температуре. В процессе
химико-термической обработки сталь нагревают в определенной среде,
содержащей необходимый элемент, который может находиться в твердом, жидком
или газообразном состоянии. При этом изменяется химический состав
поверхности стали, а значит, и свойства. Различают следующие виды ХТО:
цементацию — насыщение углеродом; азотирование — азотом; цианирование и
нитроцементацию — углеродом и азотом; силицирование — кремнием;
борирование — бором; диффузионную металлизацию — алюминием
(алитирование), хромом (хромирование).
Процесс химико-термической
обработки состоит из следующих стадий: выделение необходимого
элемента в атомарном состоянии, про. никновение атомов в поверхностный
слой и диффузия в глубь стали-
Атомарное состояние элемента
достигается в результате реакций во внешней среде. Скорость диффузии
элемента зависит от состава стали и размера его атомов. Элементы внедрения
диффундируют быст-
