Отпуск стали

При быстрой закалке металл застывает в напряженном состоянии, это приводит к короблению деталей или даже к возникновению в них трещин. Чтобы устранить недостатки закалки, повысить вязкость металла и снять внутренние напряжения в детали, применяют отпуск стали. При отпуске, разумеется, возможна перестройка структуры, но в целом отпуск улучшает эксплуатационные свойства стали. Он применяется как заключительная операция термообработки стали. Нагрев деталей, подвергаемых отпуску, производят не позднее чем через 24 часа после закалки, а температуры при этом выбирают значительно более низкие.

Термический процесс, называемый отпуском, представляет собой нагрев закаленной стальной детали до относительно небольших температур и последующее охлаждение детали на воздухе или вместе с печью. Отпуск снимает в детали все внутренние напряжения, а иногда изменяет и микроструктуру закаленной детали, например, превращая мартенсит в сорбит или тростит.

Снятие внутренних напряжений производят нагревом детали до 150—250°С и охлаждением ее на открытом воздухе. Полное снятие напряжений происходит при нагреве закаленной на партенсит детали до 300—400°С; при охлаждении этой детали на воздухе структура ее переходит в троститную.

Снятие напряжений в мартенситной и троститной деталях производят их нагревом до 500— 650°С и постепенным охлаждением их на открытом воздухе. Основное требование к процессу — это точное соблюдение температуры отпуска стали и выдержка детали при этой температуре от 30 до 60 мин. (в зависимости от размеров детали). Скорость охлаждения на воздухе особого значения не имеет.

При наличии термопары с измерительным прибором контроль за температурой при отпуске не представляет труда. Если же термометр отсутствует, температуру разогрева деталей определяют по их цвету: на тщательно зачищенной детали в результате нагрева образуются окисные пленки различных цветов. Каждый цвет окисной пленки соответствует определенной температуре, потому что при разных температурах толщина пленки различна и она по-разному преломляет свет. Цвет этих радужных пленок называют цветом побежалости, для углеродистых сталей он меняется так (температура дана в °С):

• светло-желтый  (соломенный)...............220;
• желтый........... 230
• темно-желтый......... 240
• коричневый.......... 255
• коричнево-красный....... 265
• пурпурно-красный....... 275
• фиолетовый.......... 285
• васильковый......... 295
• светло-синий.........310;
• серовато-синий....... 315—325;
• серый............   330.

Обнаружив по цветам побежалости, что деталь нагрета до требуемой температуры, извлекаем ее тут же из зоны нагрева. Особенно строго надо следить за нагревом мелких деталей; удобнее всего отпускать их на стальной болванке, следя за цветами побежалости, появляющимися на самой болванке.

На легированных сталях цвета побежалости появляются соответственно при более низких температурах (на 20—30°С ниже).

В табл. 11 приведены данные о режиме отпуска для некоторых видов инструмента и деталей машин.

Таблица 11.