IMG'6 277 (2)

r

12.4. Umocnienie marlcnzytycznc

277

276

12. Przemiana murlcnzylyczna

^itu szczątkowego w martenzyt regularny, która to przemiana wywołuje Rumiane zmiany wymiarowe.

0pisane wady przedmiotów umocnionych martenzytycznie praktycznie całkowi-_usuvva się zabiegiem obróbki cieplnej zwanym odpuszczaniem, ale kosztem zmniejszenia umocnienia. Zabieg powoduje przemianę metastabilnej struk-r martenzytycznej, przez formy przejściowe, w trwałą strukturę równowagową fjLyczno-cementytową. Jak już wspomniano, efektywność zabiegu jest tym ^eksza, im szybciej po hartowaniu jest on wykonywany, a zmniejszenie umocnienia silniejsze, im wyższa jest jego temperatura (rys. 12.17). W zależności od ctosowanej temperatury wyróżnia się trzy zakresy odpuszczania: niskie (do 400°C), Śnie (400+ 500°C) i wysokie (powyżej 500°C).

Rys. 12.17. Zależność właściwości mechanicznych stali 45 od temperatury odpuszczania

dowodzi zbyt niskiej temperatury albo zbyt krótkiego czasu austenityzo*. ' Obecność perlitu drobnego lub bainitu dowodzi zbyt małej szybkości chłodzę”-' umożliwiającej poprzedzenie przemiany martenzytycznej przemianą dyfurw (rys. 12.2).    ^

Umocnienie martenzytyczne ma kilka wad, do których należy zaliczyć dy kruchość i podatność do samoistnego pękania stali oraz odkształcenia i aJjjj wymiarowe przedmiotów poddanych hartowaniu. Nasilenie tych wad jest bardjJ różne, a zależy od składu stali, kształtu przedmiotu oraz stosowanej technolog zabiegu hartowania. Większość wymienionych wad można niemal całkowicie ig* i nąć, stosując po hartowaniu dodatkowy zabieg obróbki cieplnej - or/pi/szczani, Skuteczność odpuszczania jest na ogół tym większa, im prędzej po hartowani. I zabieg jest wykonany.

Kruchość przedmiotów zahartowanych powoduje ich wrażliwość na obciążenia! dynamiczne, zwłaszcza udarowe. Wada ta wyraźnie zależy od mikrostruktury suij zahartowanej. Martenzyt gruboiglasty jest znacznie bardziej kruchy od drobno-1 iglastego. Zbyt wysoka temperatura lub zbyt długi czas austenityzowania doprowadzają do rozrostu ziarna austenitu i w konsekwencji do gruboiglastego, kruchego martenzytu. Skłonność tę potęguje udział manganu w stali. Szybkie nagrzewanie do temperatury austenityzowania (np. indukcyjne) zapewnia bardzo drobnoziarnisty austenit, czyli bardzo drobnoiglasty (bezpostaciowy) martenzyt, odznaczający są wyraźnie mniejszą kruchością, przy nie zmienionej twardości.

Podatność do samoistnego pękania i odkształcenia przedmiotów są wynikiem naprężeń powstających w czasie hartowania. Naprężenia te często przekraczaj-granicę sprężystości, powodując trwałe odkształcenia, a nawet są przyczyną pęknięć składowanych przedmiotów zahartowanych, a nie odpuszczonych. Naprężeni) I hartownicze są sumą naprężeń cieplnych i strukturalnych. Pierwsze wynikają z nierównomiernego w czasie stygnięcia stali na przekroju, czyli nierównomierną rozszerzalności cieplnej. Drugie są spowodowane nierównomiernym w czasie przebiegiem przemiany przechłodzonego austenitu na przekroju, czyli nierównomiernymi zmianami gęstości. Jeżeli w określonym stadium chłodzenia warstwa po-1 wierzchniowa przekroju np. ma niższą temperaturę od rdzenia, to skurczona będzie przez rdzeń rozciągana. W razie przekroczenia granicy sprężystości ulegnie trwałemu odkształceniu — zostanie rozciągnięta. Po ochłodzeniu całego przekroju nastąpi skurczenie rdzenia, co wywoła w warstwie powierzchniowej naprężenia ściskająca. Naprężenia hartownicze można wydatnie ograniczyć, stosując odpowiednią technologię zabiegu hartowania.

Wreszcie wadą umocnienia martenzytycznego jest brak stabilności wymiarowej przedmiotów zahartowanych. Trzeba wyjaśnić, że zmiany, o których mowa, występują w czasie 2 -s- 3 lat po hartowaniu i są rzędu 10 -r 15 pm na 100 mm wymian nominalnego. Są to więc zmiany istotne w przypadku szczególnie dokładnych wyrobów, jak np. płytki wzorcowe, sprawdziany itp. Można się zabezpieczyć przed tymi zmianami, wykonując po hartowaniu, a przed wykańczającą obróbką mecha- j niczną, zabieg obróbki cieplnej - stabilizowania. Zabieg umożliwia przemianę

Odpuszczanie niskie obejmuje pierwsze dwa stadia przemian podczas nagrzewania martenzytu, doprowadzając do struktury martenzytu odpuszczonego. Znajduje zastosowanie głównie w odniesieniu do narzędzi. Wyraźnie zmniejsza kruchość, a poprawia ciągliwość stali oraz poważnie zmniejsza naprężenia hartownicze. Twardość stali nieznacznie maleje, a może nawet minimalnie wzrosnąć, jeżeli w strukturze zahartowanej był duży udział austenitu szczątkowego.

Odpuszczanie średnie obejmuje początkowy okres 111 stadium przemian martenzytu, doprowadzając do struktury bardzo drobnodyspersyjnego sorbitu. Znajduje zastosowanie głównie do resorów i sprężyn. Silnie zmniejsza kruchość i naprężenia hartownicze stali. Zachowuje dużą wytrzymałość i twardość, nadając dobrą sprężystość (również dobrą wytrzymałość zmęczeniową).

Odpuszczanie wysokie obejmuje ostatnie dwa stadia przemian nagrzewanego martenzytu, zapewniając strukturę sorbityczną, a nawet cementytu kulkowego. Jest to zabieg powszechnie stosowany w odniesieniu do elementów maszyn. Całkowicie usuwa naprężenia hartownicze dzięki zanikowi przesycenia ferrytu oraz powoduje