Снижение твердости у высокоуглеродистых сталей после закалки с температуры выше Acs (фиг. 9) объясняется повышением количества остаточного аустенита. Легирующие элементы практически не оказывают влияния на твердость мартенсита.
Мартенсит имеет наибольший удельный объем по сравнению с другими структурами. Это приводит к образованию в закаленной стали больших внутренних напряжений, которые в ряде случаев вызывают коробление изделий и даже образование трещин.
Превращения при отпуске. В зависимости от температуры нагрева различают следующие превращения при отпуске за-каленной стали:
1. В интервале температур до 350° С происходит распад мартенсита с выделением из него мелкодисперсного карбида цементитного типа. В результате распада мартенсита в указанном районе образуется отпущенный мартенсит (табл. 2).
2. При температурах 200—350° С на распад мартенсита накладывается распад остаточного аустенита с образованием отпущенного мартенсита, свойственного данным температурам.
3. В результате распада мартенсита и остаточного аустенита при 300—400° С отпущенная сталь состоит из упругодеформированных кристаллов феррита и мелкодисперсных частиц сфероидального (зернистого) карбида Fe3 С (троостит отпуска).
При более высоких температурах отпуска происходит снятие упругих напряжений, рекристаллизация феррита и коагуляция карбидов. Троостит отпуска переходит в сорбит отпуска (500—6С0° С) и далее в перлит (650—700°).
При повышении температуры отпуска твердость, пределы текучести, прочности и упругости понижаются, а относительное удлинение и сужение площади поперечного сечения повышаются (фиг. 10).
Свойства улучшенной стали, т. е. прошедшей закалку и высокий отпуск, всегда
выше, чем отожженной, что объясняется различным строением ферритноцементитной смеси.
Прокаливаемость. Под прокаливаемостью стали понимают глубину проникновения закаленной зоны. Глубина проникновения закалки зависит от критической скорости закалки. Скорость охлаждения по сечению изделия не одинакова. Наибольшая скорость охлаждения имеет место на поверхности и наименьшая — в сердцевине.
Если величина критической скорости закалки меньше скорости охлаждения изделия в сердцевине, то мы будем иметь сквозную закалку. Если критическая скорость закалки выше скорости охлаждения в сердцевине изделия, то закалку получает только поверхность, а в сердцевине образуются структуры троостит, сорбит или даже сохранится исходная до закалки структура.