Мы знаем, что перегрев во времятермическая обработкалегко может привести к укрупнению аустенитных зерен, что приведет к снижению механических свойств деталей.
1. Общий перегрев
Температура нагрева слишком высока или время выдержки при высокой температуре слишком велико, что приводит к укрупнению зерен аустенита, что называется перегревом. Крупные зерна аустенита снижают прочность и ударную вязкость стали, повышают температуру хрупкого перехода и увеличивают склонность к деформации и растрескиванию во время закалки. Причина перегрева заключается в том, что прибор для измерения температуры печи вышел из-под контроля или материалы смешались (часто по вине людей, которые не понимают процесс). Перегретая структура может быть повторно аустенизирована в обычных условиях для измельчения зерен после отжига, нормализации или многократного высокотемпературного отпуска.
2. Нарушение наследования
Хотя сталь с перегретой структурой может измельчить аустенитные зерна после повторного нагрева и закалки, иногда все же появляются крупные зернистые изломы. Теория наследования переломов противоречива. Обычно считается, что такие примеси, как MnS, растворились в аустените и обогатились на границе зерен из-за слишком высокой температуры нагрева. При охлаждении эти включения будут выпадать по границе раздела зерен. При ударе он легко разрушается по границам крупных зерен аустенита.
3. Наследование грубой ткани
При повторной аустенизации стальных деталей с крупномартенситной, бейнитной и вигнистеновой структурами их нагревают медленно до обычной температуры закалки или даже ниже, а аустенитные зерна все еще остаются крупными. Это явление называется гистологической наследственностью. Чтобы исключить наследование грубой ткани, можно использовать промежуточный отжиг или многократный высокотемпературный отпуск.
Если температура нагрева слишком высока, это не только приведет к тому, что зерна аустенита станут крупными, но также вызовет локальное окисление или плавление границ зерен, что приведет к ослаблению границ зерен, что называется пережогом. Свойства стали сильно ухудшаются после пережога, при закалке образуются трещины. Обожженную ткань невозможно восстановить, ее можно только сорвать. Поэтому при работе следует избегать перегрева.
При нагревании стали углерод на поверхности вступает в реакцию с кислородом, водородом, углекислым газом и парами воды в среде (или атмосфере), уменьшая концентрацию углерода на поверхности, что называется обезуглероживанием. Твердость поверхности, усталостная прочность и стойкость обезуглероженной стали после закалки. Износостойкость снижается, а остаточные растягивающие напряжения, образующиеся на поверхности, склонны к образованию поверхностных сетчатых трещин.
Окислением называется явление, при котором железо и сплавы на поверхности стали при нагревании вступают в реакцию с элементами и кислородом, углекислым газом, парами воды и т. д. в среде (или атмосфере) с образованием оксидной пленки. После окисления заготовок при высоких температурах (как правило, выше 570 градусов) точность размеров и яркость поверхности ухудшаются, а стальные детали с плохой прокаливаемостью с оксидными пленками склонны к образованию закалочных мест.
Меры по предотвращению окисления и уменьшению обезуглероживания включают: покрытие поверхности заготовки, герметизацию и нагрев упаковкой из нержавеющей стали, нагрев печи в соляной ванне, нагрев защитной атмосферы (например, очищенным инертным газом, контроль углеродного потенциала в печи), печь пламенного обжига. (Уменьшение газа в печи)
Явление снижения пластичности и вязкости высокопрочной стали при нагреве в богатой водородом атмосфере называется водородным охрупчиванием. Заготовки с водородным охрупчиванием также можно устранить путем удаления водорода (например, отпуска, старения и т. д.). Водородного охрупчивания можно избежать путем нагревания в вакууме, атмосфере с низким содержанием водорода или инертной атмосфере.
