Сплавы, претерпевающие фазовые
превращения, можно упрочнять путем закалки с последующим
старением.
Старением называют переход
метастабильной структуры к несколько более устойчивому состоянию.
Этот процесс сопровождается изменением физических и механических
свойств сплава. Различают два типа старения: естественное, протекающее при
комнатной температуре, и искусственное, протекающее при более высокой
температуре.
В зависимости от первоначальной
структуры различают следующие виды старения.
Старение закаленной на
мартенсит стали. Структура закаленной стали неустойчива; даже
при комнатной температуре у закаленной на мартенсит стали можно
наблюдать изменение магнитных свойств и размеров детали с течением
времени, что указывает на происходящие структурные изменения в
металле.
Для получения устойчивых
размеров, магнитных и других физических свойств многие детали
(например, концевые калибры и постоянные магниты) после закалки
подвергают искусственному старению например, кипячению в воде при 100 С в
течение 8— 12 ч,т, е. нагреву, выдержке, и охлаждению, изменяющим
структуру и свойства закаленного сплава.
При старении (дисперсионном
твердении) быстро охлажденной малоуглеродистой стали от температуры
650—700° С получают структуру пересыщенного твердого
раствора—феррита. Такой твердый раствор неустойчив. В результате
длительных выдержек при комнатной температуре или более коротких при
150—200° С из феррита выделяются некогорые избыточные упрочняющие
фазы (третичный цементит, оксиды, нитриды и др.), что приводит, как
правило, к увеличению прочности и твердости и снижению пластичности и
особенно ударной вязкости стали.
Старение наклепанной стали. Холодная пластическая деформация в ряде
случаев предопределяет и ускоряет процессы старения. В процессе
холодной пластической деформации кристаллическая решетка твердого
раствора искажается, в зернах появляются плоскости скольжения,
увеличивается количество дефектов кристаллической решетки. Такая
деформация ведет к увеличению твердости, предела прочности и предела
текучести и к снижению пластичности и ударной вязкости
стали.
Состояние стали после холодной
пластической деформации (наклепа) является метастабильным. Старение
наклепанной стали ведет к снижению пластических свойств и повышению
предела упругости.
Причиной падения ударной вязкости
(повышения хрупкости) ври старении является процесс дисперсионного
твердении, т. е. выделения в дисперсном виде третичного цементита,
нитридов и оксидов из феррита.
