tify"> де С - число ступенів свободи системи; К - число компонентів, що утворюють систему; 1 - число зовнішніх факторів (зовнішнім фактором вважаємо тільки температуру, так як тиск за винятком дуже високого мало впливає на фазовий рівновагу сплавів в твердому і рідкому станах); Ф - число фаз, що знаходяться в рівновазі. Сплав заліза з вуглецем, що містить 0,1% С, називається доевтектичний сталлю. Його структура при кімнатній температурі - ферит + перліт.
Малюнок: діаграма залізо-цементит і крива охолодження для сплаву, що містить 0,1% вуглецю
3. Утворений при загартуванню стали мартенсит, являє собою нестійку структуру, що характеризується високою твердістю, крихкістю і високим рівнем внутрішніх напружень. З цієї причини загартовану сталь обов'язково потрібно піддавати відпустки. Відпусткою називають термічну операцію, яка полягає в нагріванні загартованої сталі до температур, що не перевищують точку Аc1 (тобто не вище лінії PSK), витримці і наступному охолодженні найчастіше на повітрі. Відпустка є остаточною операцією термічної обробки, в результаті якої сталь отримує необхідні механічні властивості. Крім того, відпустка частково або повністю усуває внутрішні напруження, що виникли при загартуванні. Остаточні властивості стали більшою мірою залежать від температури відпустки. Розрізняють три види відпустки стали залежно від температури нагріву. Низький (низькотемпературний відпустку) проводять при температурах не вище 250 ... 300 ° С. При таких температурах відбувається часткове обезуглероживание мартенситу і виділення з нього деякої кількості надлишкового вуглецю у вигляді частинок е - карбіду заліза. Утвориться структура, що складається з часткового обезуглероженного мартенситу та е-карбідів, називається відпущеним мартенситом. Вихід деякої кількості вуглецю з решітки мартенситу сприяє зменшенню її спотворення і зниження внутрішніх напружень. При такій відпустці дещо підвищується міцність і в'язкість без помітного зниження твердості. В цілому зміна властивостей при низькому відпустці незначно. Так загартована сталь із вмістом вуглецю 0,5 ... 1,3% після низького відпустки зберігає твердість у межах 58 ... 63 HRC, а отже, має високу зносостійкість. Однак така сталь не витримує значних динамічних навантажень. Низького відпустки піддають ріжучий і міряльний інструмент з вуглецевих і низьколегованих сталей, що працює без значного розігріву робочої частини, а такі деталі, що пройшли поверхневу загартування або цементацію. Мета такої відпустки - деяке зниження внутрішніх напружень. Середній (середньо-температурний) відпустку виконують при температурах 350 ... 500 ° С і застосовують переважно для ресор, пружин, деяких видів штампів. При таких температурах відбувається подальше обезуглероживание мартенситу, що приводить до його перетворення на звичайний а-розчин, т.е. в ферит. Одночасно відбувається карбідне перетворення. У результаті утворюється ферито-цементітная суміш, звана тростіта відпустки. Спостерігається зниження твердості до величини 40 ... 50 HRC, а також зниження внутрішніх напружень. Така відпустка забезпечує високий межа пружності і межа витривалості, що дозволяє застосовувати його для різних пружних елементів. Високий (високотемпературний) відпустку проводять при 500 ... 600 ° С. Структурні зміни при таких температурах полягають в укрупненні (коагуляції) частинок цементиту. В результаті цього утворюється ферито-цементітная суміш, звана сорбітом відпустки. Також, як і тростит відпустки, ця структура характеризується зернистим будовою на відміну від пластинчастих структур тростіта і сорбіту гарту. Твердість стали після високого відпустки знижується до 25 ,,, 35 HRC, Однак рівень міцності при цьому ще досить високий. У той же час забезпечується підвищена пластичність і особливо ударна в'язкість, практично повністю знімаються внутрішні напруження, що виникли при загартуванні. Таким чином, високий відпустку на сорбіт забезпечує найкращий комплекс механічних властивостей, що дозволяє застосовувати його для деталей, що працюють в умовах динамічних навантажень. Такий же відпустку рекомендується для деталей машин з легованих сталей, що працюють при підвищених температурах. Термічну обробку, що складається з гарту на мартенсит і подальшого високого відпустки на сорбіт, називають термічним поліпшенням. Взагалі термічному поліпшенню піддають деталі з середньовуглецевих (0,3 ... 0,5% С) конструкційних сталей, до яких висувають високі вимоги за межею текучості, межі витривалості і ударної в'язкості. Однак зносостійкість поліпшеної сталі внаслідок її зниженою твердості невисока. Швидкість охолодження після відпустки має великий вплив на величину залишкових напруг. Чим повільніше охолодження, тим менше залишкові напруги. Так охолодження на повітрі дає напруги в 7 разів менше, а охолодження в маслі в 2,5 рази менше в порівнянні з охолодженням у воді. З цієї причини вироби складної форми, щоб уникнути їх д...
