Отдых, или вылёживание стали после термообработки - миф, или реальность?

ФЭД:

И ни единого скола, даже трещинки на лезвии, хотя делалось всё тоже самое, проклёпывание "Розы ветров" и восьмилучевой звезды.

ФЭД:

В подтверждение моей версии о необходимости дать металлу отлежаться, бывший литейщик рассказал мне такую историю, что при отливке станин для больших металлообрабатывающих станков, станины выбрасывают во двор цеха, где они валяются два-три года, после чего начинается их обработка.
При чём этот опыт используют и иностранные металлообрабатывающие компании при литье и производстве станков металлообработки.

А про "отлежаться" - если это и на самом деле происходило, то я бы предложил рассматривать это, не как "отлеживание для улучшение характеристик стали", а как выжидания для проявления внутренних дефектов.
Например отливка лежит под "открытом небе" в незаметных трещинах она ржавеет, скрытые дефекты проявляются и ухудшают свойства. Может быть ее всё это время "пинают" проходя мимо, и если есть внутренние напряжения это то же может их проявить.

Отто_Шрик:

Случайность, скрытый дефект, "не все тоже самое".

Я конечно же могу ошибаться, но с ходу я не помню что бы какие то процессы происходили в стали со временем.
Единственное что приходит на ум - это стабилизация остаточного аустенита, но и то оно происходит максимум за сутки.

Да и про отливки я мало что знаю.

А про "отлежаться" - если это и на самом деле происходило, то я бы предложил рассматривать это, не как "отлеживание для улучшение характеристик стали", а как выжидания для проявления внутренних дефектов.
Например отливка лежит под "открытом небе" в незаметных трещинах она ржавеет, скрытые дефекты проявляются и ухудшают свойства. Может быть ее всё это время "пинают" проходя мимо, и если есть внутренние напряжения это то же может их проявить.

Иногда лучше жевать...

ФЭД:

Точно, у меня сутки не прошли - вечером делали отпуск, а утром я уже заклёпывал.
Может из-за этого, а может и скрытый дефект - ваша правда.

Я имел ввиду случай после закалки, но до отпуска.
Думаю после отпуска остаточный аустенит уже стабилизируется.

Zamess:

Иногда лучше жевать...

Как грубо.
Думаю я не сказал уж сильно большую глупость и в принципе, это не сильно противоречит вашем ответу. Я бы сказал - дополняет.
Да и всегда я могу сказать, что у меня про сталь вообще говориться, а не про чугун

Upd.

Zamess:

Эхх.. Как грустно.. Сгусток гугла и теории.. А по факту - пшик..
У меня нет желания с Вами дискутировать, вода, вода и еще раз вода.
Увы, и ах, пардон.
Топикстартеру ответил, надеюсь помог ему.

Как грубо.
Думаю я не сказал уж сильно большую глупость и в принципе, это не сильно противоречит вашем ответу. Я бы сказал - дополняет.
#7
P.M. Ц

Закалка всегда связана с резким охлаждением, в результате чего внутренние и наружные слои металла изделия охлаждаются с разной скоростью.
Это приводит к возникновению термических напряжений. Кроме того, в поверхностных слоях мартенситные превращения начинаются раньше, а во внутренних - позже.
Поскольку превращение аустенита в мартенсит сопровождается увеличением объема, то в результате неодновременности превращения возникают структурные напряжения.

Таким образом, в сталях в процессе закалки возникают остаточные напряжения термического и структурного происхождения. Кроме того, закаленные стали, особенно имеющие структуру мартенсита,
имеют высокую хрупкость. Для снижения или полного устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости и получения требуемой структуры и механических свойств закаленной стали,
ее подвергают конечному процессу термической обработки - отпуску. В практике термообработки используют три вида отпуска - низкий, средний и высокий,
а также операцию искусственного старения.

Низкий отпуск заключается в нагреве стали до температуры 150... 200?С, выдержке в течение 1,0... 1,5 ч в зависимости от размеров детали и последующего охлаждения.
Твердость стали при этом практически не снижается, а прочность и вязкость повышаются.
Этот вид отпуска применяют в основном для режущего и измерительного инструмента из углеродистых и низколегированных сталей, а также для деталей, прошедших поверхностную
закалку и химико-термическую обработку.

Среднему отпуску подвергаются углеродистые и легированные стали, из которых изготавливают пружины, рессоры и некоторые виды штампового инструмента.
Схема такого отпуска включает нагрев до 300:450?С, выдержку продолжительностью от 1:2 до 3:8 ч в зависимости от размеров деталей и охлаждение, выполняемое, как правило, на воздухе.
В результате среднего отпуска мартенсит закаленной стали переходит в структуру троостита, наилучшим образом сочетающую сравнительно высокую твердость и прочность с хорошей
упругостью и достаточной вязкостью.

Высокий отпуск назначают в основном для конструкционных среднеуглеродистых сталей, для которых его совмещение с закалкой дает наилучшее сочетание прочности и вязкости.
Процесс отпуска включает нагрев до 500:650?С, выдержку в течение 1:8 ч в зависимости от размеров деталей и последующее охлаждение на воздухе.
Высокий отпуск применяется главным образом для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках (валы, оси и др).
В результате происходит практически полное снятие внутренних напряжений и образование структуры, называемой сорбитом отпуска.

Закалка с последующим высоким отпуском называется улучшением. Улучшенные стали обладают высокими показателями пределов текучести, выносливости и ударной вязкости.
Остаточные напряжения в течение 1,5:2 - часовой выдержки практически полностью снимаются, но при этом снижается твердость.

Старение относится к разновидности термической обработки, при которой в закаленной стали происходит распад пересыщенного твердого раствора.
Эту операцию назначают обычно для стабилизации размеров измерительного инструмента. Старение подразделяют на естественное, протекающее без воздействия температуры, и
искусственное - при воздействии температуры. Схема искусственного старения включает нагрев до 120:150?С и выдержку в течение 10:35 ч при этой температуре.
Выдержка позволяет, не снижая твердости закаленной стали, стабилизировать состояние углерода в ее структуре за счет выделения его в виде дисперсных карбидов.

Акулич Н.В. Процессы производства черных и цветных металлов и их сплавов, Гомель 2008

наиболее распространённый и массовый процесс старения стали в промышленности это производство подшипников.
там старение стали производят в специальных ваннах с маслом, где помещается несколько сотен, а то и тысяч колец для подшипников.

Originally posted by ФЭД:

хватил одну заготовку и стал заклёпывать на клинке розу ветров отожжённым бериллиевым прутком БрБ2.
На всех пяти заготовках была идентичная восьмилучевая звезда (сквозная) - с одной стороны разноконечная "Роза ветров", а с другой стороны равноконечная, восьмилучевая.
Совершенно неожиданно клинок лопнул по месту заклепывания звезды.

Veger:

Я правильно понимаю, в клинке сквозное отверстие в виде звезды? И вы ее заклепываете бронзой?
Если так, то то, что клинок не лопнул при закалке -

Ага, все эти углы концентраторы напряжений, я даже с отверстий стараюсь фаску снимать при закалке.

Veger:

Я правильно понимаю, в клинке сквозное отверстие в виде звезды? И вы ее заклепываете бронзой?
Если так, то то, что клинок не лопнул при закалке - уже сильно не плохо.
Режте отверстие в уже закаленной заготовке, так надежнее.

А кроме, за всё время изготовления это была единственная поломка, так что я рискну и продолжу работу своим методом.

Originally posted by ФЭД:

А чем растачивать звезду в закалённой заготовке прикажете?

Я имел ввиду случай после закалки, но до отпуска.

Stanislav A:

Криообработка после закалки по сути своей как вторая ступень закалки? Или просто стабилизатор процессов?

Наверное можно сказать вторая ступень.
Грубо говоря, сама идея закалки - это превращение аустенита в мартенсит.
Т.е надо охладить аустенит(грубо говоря - в эту форму переходит железо при нагреве).

Аустенит превращается(переходит, распадается) в мартенсит при охлаждении в интервале температур - есть начальная и конечная точка(эти точки можно вычислить).
Чем более легирован аустенит, тем ниже эти температуры.

Например у нас получается коридор от 100С до -100С.
Если мы охладим до комнатной температуры, у нас не весь аустенит превратиться в мартенсит и у нас будет не хороший твердый мартенсит, а мартенсит и остаточный аустенит(мягкая фаза).
Для это и делается обработка холодом.

Проблема в том, что остаточный аустенит может стабилизироваться и если обработку холодом проводить спустя условно сутки это ни к чему не приведет. Это надо делать по возможности сразу, после закалки в масло/на воздухе делается охлаждении до более низких температур в другой среде.

На условной У7(пример условный из головы), крио можно не делать, так точки превращения могут лежать выше комнатной температы.

Проблема в том, что остаточный аустенит может стабилизироваться и если обработку холодом проводить спустя условно сутки это ни к чему не приведет.

Stanislav A:

Понятно. Спасибо!
А по отпуску стали, когда ТО без крио. Имеет значение промежуток времени между закалкой и отпуском?

Меня подмывает ответить - нет. Но я могу ошибаться(что обрушит мою и так не сильно высокую репутацию ещё ниже )

Конечно же после закалки в стали есть внутренние напряжения и прочее, и отпуск с этим справляется.
Но опять с ходу я не скажу, что такого сильно ужасного это может натворить, если не делать отпуск сразу.
Понятно что лучше сразу сделать.

Вот кстати, может кому интересно будет, наглядные примеры - прирост твердости(за счет превращения остаточного аустенита в мартенсит) при крио в зависимости от выдержи перед крио после закалки .
Чем позже делается, тем меньше смысла.

Veger:

Приказывать не могу, но есть электроэрозионка, например.
Так то звездочка красивая и на конце ножа наверное некритично.
А то что пока не лопнуло на остальных ножах при расклепывании бронзы это не значит, что не лопнет при нагрузке. Но практика покажет

А электроэрозионка может только прямой выпил сделать, одинаковый с двух сторон, так что звёздочки разными не получаются, да и вклёпывание по прочности остаётся под вопросом - звёздочка может выскочить из посадочного отверстия.

Во всяком случае, мне мастер электроэрозионной резки так сказал, а может ему просто лень заморачиваться.

Stanislav A:

Понятно. Спасибо!
А по отпуску стали, когда ТО без крио. Имеет значение промежуток времени между закалкой и отпуском?

Огромное значение имеет. Отпуск стали надо делать сразу же после закалки, как только клинок достигнет комнатной температуры. Причины могу две назвать - 1. внутренние напряжения после закалки. 2. в легированных сталях - остаточный аустенит.
Если не делать сразу отпуск, то 1. заготовка может деформироваться или даже треснуть. 2. остаточный аустенит стабилизируется и на, скажем, х12мф у вас может так и остаться до 30% остаточного аустенита. Который мягче мартенсита и при этом менее пластичен, чем отпущенный мартенсит. Из высоколегированной стали, если отложить отпуск после закалки на пару дней, можно просто клинок испортить.
youtube.com

Mikuka:

2. в легированных сталях - остаточный аустенит.
2. остаточный аустенит стабилизируется и на, скажем, х12мф у вас может так и остаться до 30% остаточного аустенита.

Но при низкотемпературном отпуске он же всё равно останется и его объем не изменится?

Mikuka:
С фига ли? Низко температурный отпуск также преобразует остаточный аустенит и его объем уменьшается. Пусть не в такой мере, как высокотемпературный, но в намного большей мере, чем без отпуска вообще или со значительной задержкой.

Upd.

Отпуск стали надо делать сразу же после закалки,