Материаловедение в машиностроении

Отжиги второго рода в сталях носят названия: перекристаллизационный, сфероидизирующий. Эти отжиги имеют различные температурно- временные параметры, которые обеспечивают различные структуру и свойства стали. Однако, благодаря длительным выдержкам при высоких температурах и охлаждению с применением печного оборудования или на воздухе, их конечный фазовый состав соответствует диаграмме состояния «железо-цементит». Важным структурным параметром стали является размер зерна аустенита. Размер зерна стали, полученный при нагреве, не изменяется после охлаждения до комнатной температуры. Он как бы «наследуется» перлитной, перлито - ферритной, перлито - цементитной структурами. Размер зерна аустенита определяет и размер пластин феррита и цементита, образующихся по эвтектоидной реакции. Размер зерна «бывшего аустенита» определяет такие механические характеристики сталей, как временное сопротивление разрыву, предел текучести, предел выносливости, а также и ударную вязкость. Однако зерно аустенита укрупняется («растет») при значительном превышении температуры относительно Ас 3 во время нагрева. Причиной этого является инициируемое температурой стремление структуры к минимуму свободной энергии, которая в данном случае уменьшается за счет поверхностной энергии, которая уменьшается вследствие уменьшения суммарной площади поверхности зерен. В связи с этим при термообработке рекомендуется нагрев до температур, превышающих А с3 не более, чем на 50°С. Однако, в практике термообработки возможно нарушение режима нагрева, в результате которого происходит укрупнение зерна из-за значительного превышения температуры выше Аc 3 (так называемый «перегрев»). Перегрев возможен и при горячей обработке давлением. В любом случае полученная в результате перегрева крупнозернистая структура стали является дефектной и требует исправления. 119