Отпуск сталей

Лекция 9-10

Отпуск – это термическая обработка закаленного на мартенсит сплава (или металла), при которой главными процессами являются распад и (или) возврат и рекристализиция мартенсита.

         Рассмотрим процессы отпуска сталей, так как они составляют подавляющее большинство промышленных сплавов, закаливаемых на мартенсит. Несмотря на многочисленность исследований отпуска с широким привлечением рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, измерений разнообразных физических свойств, до сих пор трактовки отдельных важных процессов, происходящих при отпуске сталей, спорны, причины этого- многообразие параллельно идущих структурных изменений . высокая дисперсность выделений на ранних стадиях отпуска и трудность расшифровки структуры выделений.

        Структура закаленной стали метастабильна. При нагреве после закалки вследствие увеличивающейся подвижности атомов создаются условия для процессов, изменяющих структуру стали в направлении к более равновесному состоянию. Характер этих процессов определяется тремя важнейшими особенностями строения закаленной стали:

1. сильной пересыщенностью твердого раствора – мартенсита,
2. повышенной плотностью в нем дефектов кристаллической решетки – дислокацией, малоугловых и высокоугловых границ, двойниковых прослоек и
3. присутствием во многих сталях значительных количеств остаточного аустенита.

Вспомним, что происходит при закалке сталей на мартенсит.

1. При закалке ГЦК решетка аустенита перестраивается сдвиговым путем в ОЦК тетрагональную решетку мартенсита (a=b≠c, α=β=γ). (Сдвиговой механизм фазового превращения отличается упорядоченным, кооперативны, взаимосвязанным характером перемещения атомов на расстояния меньше межатомных без обмена атомов местами так, что соседи любого атома в исходной фазе остаются его соседями в новой мартенситной фазе. Поэтому граница мартенситного кристалла когерентна матрице.) Атомы углерода занимают октаэдрические пустоты только вдоль направления [001].  Степень тетрагональности решетки мартенсита c/a растет прямо пропорционально концентрации углерода.
2. По микроструктурным признакам различают пакетный мартенсит (в в низко- и среднеуглеродистых сталях) и пластинчатый (в высокоуглеродистых сталях и высоколегированных сплавах  железа).