Стали средней прокаливаемости (например, хромистые)

Особенности термической обработки легированной стали

Различие в термической обработке легированной и углеродистой сталей состоит в выборе различных температур и скорости нагрева, длительности выдержки при этих температурах и способе охлаж­дения.

Легированные стали менее теплопро­водны по сравнению с углеродистыми. Это необходимо учитывать и особенно осторожно нагревать детали из стали, содержащей такие элементы, как вольфрам.

Критические температуры у одних легированных сталей выше, у других — ниже; выбор температур термической обработки про­изводится в зависимости от содержания в стали легирующих эле­ментов.

Все легирующие элементы можно разбить на две группы: эле­менты, повышающие критические точки А_С1 и А _С3,а следователь­но, и температуры нагрева при термической обработке и элементы, понижающие критические точки. К первой группе от­носятся Сu, V, W, Si, Mo, Ti, Nb и др. В связи с этим от­жиг, нормализация и закалка сталей, содержащих перечис­ленные элементы, производят­ся при более высоких тем­пературах, чем отжиг, нор­мализация и закалка углеро­дистых сталей. Ко второй группе элементов относятся Mn, Niи др. При выборе тем­пературы термической обра­ботки имеет значение склон­ность аустенитного зерна к росту.

Все легирующие элементы, за исключением Μn, препятствуют росту аустенитного зерна при нагреве. Особенно сильное влияние на уменьшение роста аустенитного зерна оказывают элементы, обра­зующие в сталях карбиды (Сr, Mo, W, V, Ti): карбиды располагают­ся по границам зерна и затрудняют его рост при нагреве. Таким образом, легированные стали (за исключением марганцевистых) при термической обработке не склонны к перегреву; нагревать их можно до более высоких температур, чем углеродистые стали.

Время выдержки устанавливается несколько большее, чем для углеродистых сталей, так как легированная сталь обладает худшей теплопроводностью и полный прогрев изделия требует боль­шего времени. Кроме того, для получения лучших механических свойств необходима выдержка, чтобы полностью растворились леги­рованные карбиды в аустените.

Скорость охлаждения при термической обработке устанавливается в соответствии с устойчивостью переохлажденного аустенита и величиной критической скорости закалки. Практически это приводит к тому, что многие легированные стали закаливаются на мартенсит в масле, т. е. при меньшей скорости охлаждения, чем углеродистая сталь.

Легированная сталь обладает большей прокаливаемостью, чем выше степень легированности сталей, тем более глубокой прокаливаемостью они обладают (рис. 1). Легирующие элементы в стали влияют на устойчивость мар­тенсита при отпуске

Рис. 1. Зависимость прокаливае­мости от содержания в стали леги­рующих элементов:

1— стали низкой прокаливаемости (углеро­дистые),

стали средней прокаливаемости (например, хромистые),

3 — стали повышен­ной прокаливаемости (например, хромоникелевые),