language

    Материалы пружин и термическая обработка

    Время выхода:

    2025-06-05

    Автор:

    Финтех-технологии

    Источник:


    Резюме

    Пружина — это механическая деталь, использующая упругие свойства материалов; её характеристики тесно связаны с материалом, и к материалам для пружин предъявляются требования двух типов: во-первых, основные эксплуатационные свойства материала, связанные с непосредственным использованием пружины, и, во-вторых, технологические свойства материала, важные для процесса изготовления. Наше производство пружин направлено на полное использование как свойств самого материала, так и характеристик самой пружины.

    Материалы пружин и термическая обработка

    Пружина — это механическая деталь, использующая упругие свойства материалов; её характеристики тесно связаны с материалом, и к материалам для пружин предъявляются требования двух типов: во-первых, основные эксплуатационные свойства материала, связанные с фактическим применением пружины, а во-вторых, технологические свойства материала, важные для процесса изготовления. Наше производство пружин направлено на полное использование обоих этих свойств — как материала, так и самой пружины.

    1. Основные требования к пружинным материалам:

    В соответствии с эксплуатационными характеристиками пружин материал должен обладать достаточной упругостью, при этом предел упругости материала должен быть достаточно высоким. Кроме того, поскольку многие пружины работают в условиях переменных нагрузок, их деформация меняется в зависимости от величины нагрузки; поэтому помимо высокой упругости материала требуется также высокая усталостная прочность, способная выдерживать длительное воздействие циклических нагрузок. Пружины используются в самых разнообразных областях, и в зависимости от условий эксплуатации и рабочей среды к материалам для пружин предъявляются различные специальные требования: например, необходимость обеспечения коррозионной стойкости, термостойкости, устойчивости к низким температурам, постоянной упругости, немагнитности, а также хорошей электропроводности. При этом важно также, чтобы материал обладал отличными технологическими свойствами: он должен легко поддаваться обработке, быть простым в изготовлении, обладать стабильными характеристиками и иметь невысокую стоимость.

    Требования к эксплуатационным характеристикам пружинных материалов;

    Эксплуатационные свойства материалов — это те характеристики, которыми должен обладать материал для обеспечения нормальной работы пружин, то есть те свойства, проявляющиеся в процессе эксплуатации. Высококачественные механические изделия предъявляют строгие требования к долговечности, безопасности, легкости, низкому энергопотреблению и конкурентоспособной рыночной стоимости. Аналогичные высокие требования предъявляются и к пружинным изделиям, используемым в качестве базовых компонентов. Чтобы максимально снизить вес машин, необходимы пружинные материалы с повышенными прочностью и жесткостью; а для обеспечения максимально длительного срока службы требуются материалы, обладающие высокой ударной вязкостью, усталостной стойкостью, устойчивостью к ползучести и коррозионной стойкостью.

    Механические свойства:

    В соответствии с типами разрушения пружин основными являются разрыв (большая часть из которых происходит вследствие усталости) и релаксация напряжений (деформация). Требования к механическим свойствам материала пружин включают, в основном, следующие аспекты:

    Прочностные характеристики:

    Требуется, чтобы пружинный материал обладал высоким пределом упругости, пределом пропорциональности, пределом прочности и отношением предела текучести к пределу прочности, а также имел определённую пластичность и вязкость — то есть наилучшими комплексными механическими свойствами, соответствующими условиям работы пружины.

    Усталостные характеристики:

    Усталостное разрушение является основным типом разрушения пружин; наиболее значимыми факторами, влияющими на усталостные свойства материала, являются его прочность и вязкость (высокая прочность при достаточной вязкости), а также состояние поверхности материала (включая поверхностные дефекты, обезуглероживание, остаточные напряжения и т.д.). Кроме того, металлографическая структура, однородность и чистота материала также оказывают большое влияние на усталостный ресурс пружин.

    Противоударные и амортизирующие свойства: (или, как их ещё называют, устойчивость к расслаблению);

    То есть способность пружины противостоять деформации при длительной нагрузке при комнатной или рабочей температуре, поскольку постоянная деформация пружины в рабочем состоянии приводит к снижению её несущей способности и даже к выходу из строя.

    Химические свойства:

    Такие свойства материала, как коррозионная стойкость и окислительная стойкость при высоких температурах.

    Физические свойства:

    Такие свойства материала, как электропроводность и магнитная проницаемость.

    Требования к технологическим свойствам пружинных материалов:

    Технологические требования предполагают, что материал должен обладать достаточной пластичностью и хорошими характеристиками при изгибе, кручении и намотке как при холодной намотке, так и при горячей формовке в процессе изготовления пружин. Для пружин, требующих термической обработки — закалки и отпуска (в основном это горячие пружины), необходимо учитывать их технологические свойства при термообработке, обеспечивая достаточную прокаливаемость материала и минимизируя склонность к поверхностному обезуглероживанию.

    2. Пути упрочнения пружинных материалов:

    Упрочнение холодной деформацией:

    Пластическая деформация материала при комнатной температуре приводит к постоянному увеличению его сопротивления деформации, то есть после начала текучести на кривой напряжение-деформация с ростом деформации напряжение продолжает возрастать. С точки зрения микромеханизма это означает, что в кристаллической решетке происходит скольжение, вызывающее накопление дислокаций и, как следствие, повышение их плотности, что препятствует дальнейшему скольжению решетки — таким образом возникает эффект упрочнения материала, или эффект упрочнения при деформации. Этот эффект широко используется при холодной деформации материалов для пружин и в процессе изготовления пружин, например, при холодной вытяжке после закалки в свинцовом ванне, а также при холодной протяжке и холодной прокатке нержавеющей стали, и даже при обработке методом поверхностного дробеструйного упрочнения в процессе производства пружин.

    Упрочнение термической обработкой:

    Упрочнение материалов методом термообработки является наиболее распространённым способом в процессе изготовления механических деталей; основные методы термообработки, применяемые при производстве пружин, следующие:

    Закалка, отпускная обработка:

    Упрочняющее действие закалки и отпуска стали обусловлено не только высокой прочностью и вязкостью полученной мартенситной структуры, но также утончение зерна после закалки оказывает определённый укрепляющий эффект.

    Изотермическая закалка:

    Бейнитная структура, полученная с помощью изотермической закалки, обладает высокой прочностью, а также лучшей пластичностью и вязкостью, при этом деформация деталей после изотермической закалки минимальна.

    Термическая обработка с твёрдым раствором и старением:

    Упрочнение за счет выделения второй фазы из матрицы материала.

    Химическая термическая обработка:

    Также называемая поверхностной закалкой, она позволяет улучшить характеристики и долговечность пружин за счёт изменения химического состава поверхности (введение таких элементов, как углерод, азот и др.).

    Другие методы укрепления:

    Поверхностная дробеструйная обработка.

    Как достичь оптимальных комплексных механических свойств пружинных изделий с помощью термической обработки:

    Свойства металлов и сплавов отражают их внутреннюю структуру, а разнообразие и сложность структуры металлов и сплавов неизбежно приводят к разнообразию и сложности их свойств, особенно механических. Цель термической обработки металлических деталей заключается в том, чтобы с помощью сложного и изменчивого механизма твердофазных превращений добиться преобразования материала в заданную структуру, придавая ему необходимые эксплуатационные характеристики.

    Наиболее важными требованиями к эксплуатационным характеристикам пружин являются обеспечение их усталостной долговечности и сопротивления упругому остаточному деформированию, при этом повышение этих показателей у пружинной стали должно достигаться не только за счет повышения чистоты материала, но и путем строгого контроля за технологией прокатки и режимами термической обработки с целью увеличения прочности и вязкости стали.

    В процессе производства пружин существуют два основных случая, когда требуется термообработка с закалкой и отпуском: либо непосредственно после горячей намотки проводится закалка на остаточном тепле, либо осуществляется повторный нагрев с последующей закалкой и отпуском. При этом температура аустенизации, а также параметры процессов закалки и отпуска оказывают влияние на комплексные механические свойства конечного продукта.

    Вопрос о том, как определить метод термической обработки и её конкретные параметры в соответствии с потребностями продукта, может быть решён следующими способами:

    1. Как правило, на чертежах пружинных изделий указывается только требование по твердости. Обычно в процессе опытного производства, после определения технологии термообработки в соответствии с маркой материала и проведения малосерийных испытаний, при условии соответствия твердости требованиям можно приступать к серийному производству. Такая ситуация применима только к изделиям с относительно невысокими требованиями.

    2. Технические требования к чертежам пружинных изделий, помимо требований к твердости, включают также такие параметры, как усталостная выносливость и стойкость к упругому демпфированию. В этом случае технология термической обработки должна основываться на условии достижения конечными характеристиками изделия требуемых технических показателей. Если же даже после определения технологии термообработки необходимый результат не достигнут, можно, исходя из реальной ситуации, повысить класс материала или применить усовершенствованные технологии, добавив дополнительные методы упрочнения. Данная ситуация применима к пружинным изделиям, для которых предъявляются средние и более высокие требования.

    3. Продукция из пружин относится к высококлассной продукции, при этом на её чертежах предъявляются довольно жёсткие требования к усталостной выносливости и противоударным характеристикам; кроме того, для данной продукции предусмотрены строгие нормы контроля веса и процедуры, начиная от предоставления образцов и малосерийного опытного производства вплоть до официального перехода на серийное производство. В таких случаях лучше всего действовать следующим образом:

    1. Для технической оценки уже имеющихся разработанных продуктовых изображений с целью определения рационального выбора материалов и технологических решений, либо для выбора материалов и проектирования технологий в соответствии с требованиями к эксплуатации продукта и его рабочим состоянием.

    2. Проведение экспериментальной проверки схемы термической обработки и технологических параметров на основе пробной заготовки, в соответствии с

    Результаты испытаний окончательно определяют технологию термической обработки.

    3. Провести испытания образцов на различные эксплуатационные характеристики и долговечность, а также определить технологию мелкосерийного опытного производства на основе полученных результатов.

    4. Окончательное определение технологии термообработки производится на основе анализа результатов установочных испытаний или практических эксплуатационных испытаний изделий, изготовленных методом мелкосерийного опытного производства.

    Термическая обработка пружинных изделий должна определяться с учётом механических свойств материалов, соответствующих эксплуатационным требованиям и особенностям нагрузки. Хотя после термообработки пружины должны обладать достаточной прочностью и вязкостью, оптимальные значения различных механических характеристик различаются в зависимости от условий эксплуатации и требований к характеру нагрузки. Например, для пружин, работающих при статических нагрузках, но предъявляющих высокие требования к стабильности приложенной нагрузки, важно, чтобы материал после термообработки имел высокую предел текучести и хорошую устойчивость к упругому гашению, тогда как к пластичности и вязкости материала предъявляются менее жёсткие требования. В то же время для пружин, работающих под динамическими нагрузками (включая переменные и ударные нагрузки), необходимо обеспечить высокую вязкость, при этом излишне стремиться к повышению предела прочности и твёрдости материала не рекомендуется.

    3. Вопросы, связанные с термической обработкой пружин:

    Твердость термической обработки пружин:

    Большинство пружин подвергаются термической обработке с использованием процесса закалки и отпуска, а требования чертежей обычно выражаются в виде допустимого диапазона твёрдости после термообработки. Однако цель термической обработки пружин — добиться необходимых эксплуатационных свойств и надёжности (устойчивость к релаксации и долговечность при усталости), поэтому окончательное решение о том, насколько подходящим является выбранный термический режим, зависит не только от твёрдости, но и от таких характеристик материала, как его прочность и вязкость после обработки.

    Связь между твёрдостью и прочностью на растяжение:

    При установлении допустимого диапазона твердости пружин после термической обработки необходимо учитывать взаимосвязь между твердостью и пределом прочности на растяжение, поскольку в расчетных формулах, используемых при проектировании пружин, принимается во внимание именно предел прочности материала R. м Таким образом, необходимо провести пересчет между значением твердости и пределом прочности на растяжение. Государственный стандарт GB/T1172-1999: {Переводные значения твердости и прочности для черных металлов}, международный стандарт ISO 18265-2003 {Материалы металлические — Переводные значения твердости} и ISO/TR 10108-1989 {Сталь — Переводные значения твердости и предела прочности на растяжение} представляют собой технический отчет о переводе твердости и предела прочности на растяжение, в котором установлены диапазоны перевода твердости — предела прочности на растяжение для твердости по Бринеллю и твердости по Виккерсу, а также правила их применения.

    Поскольку между такими методами измерения твёрдости, как твёрдость по Роквеллу и твёрдость по Бринеллю, и одноосным испытанием на растяжение существуют сходные моменты, между значениями твёрдости и прочности также существует определённая связь. Однако, несмотря на это, оба вида испытаний всё же являются разными типами тестов, их коэффициенты пластичности напряжённого состояния также различаются, а кроме того, на твёрдость материала и его предел прочности при растяжении могут влиять множество факторов, действующих по разным законам. Поэтому соотношение между твёрдостью и пределом прочности при растяжении характеризуется определённой неопределённостью.

    Учитывая вышесказанное, при разработке термической обработки пружин для важных применений необходимо проводить проверочные испытания на соответствующие механические характеристики в зависимости от условий эксплуатации пружин — то есть от характера и величины нагрузки. Одной лишь проверки твердости недостаточно, так как она является простой и доступной процедурой, что позволяет использовать её в качестве средства контроля за правильностью технологического процесса или выявления отклонений в работе оборудования и условиях технологии. При этом непосредственно с самого изделия взять образец для испытания на растяжение достаточно сложно; поэтому можно использовать стержни, изготовленные из того же исходного материала, что и сама пружина, которые подвергаются термообработке вместе с пружинами, а затем обрабатываются до получения образцов для проведения механических испытаний.

    Горячекалильная способность:

    Крупные пружины при закалке часто не достигают требуемой твёрдости, поэтому заранее необходимо тщательно учитывать это при выборе материалов и разработке технологического процесса. Наиболее важным вопросом здесь является способность стали к прокаливанию. Эта способность имеет ключевое значение, поскольку при недостаточной прокаливаемости сталь, подвергнутая закалке с последующим отпуском, не достигнет требуемой твёрдости. В случае же деталей, обрабатываемых методом нормализации и закалки, хотя их твёрдость может соответствовать заданным значениям, наличие в процессе закалки части немартенситной структуры значительно ухудшает механические свойства материала.

    Основное понятие закалочной способности:

    Темперная прокаливаемость является важной технологической характеристикой термической обработки стали и служит одним из основных критериев при выборе материалов и разработке технологических режимов термообработки. Прежде всего необходимо установить стандарт (смысл) понятия «прокаливаемость». Например, в качестве одного из таких стандартов может использоваться твердость композитной структуры, состоящей из 50% мартенсита и 50% других продуктов превращения (сокращённо — твердость полумартенсита). Также в качестве меры прокаливаемости может использоваться расстояние J на концевой закалочной кривой, соответствующее зоне полумартенсита (сокращённо — полудистанция). Разумеется, стандарты прокаливаемости можно устанавливать и по другим процентным содержаниям мартенсита, например, 99% мартенсита или 90% мартенсита. Причина, по которой чаще всего используется именно 50%-ный мартенсит, помимо того, что его удобнее определять экспериментально, заключается в том, что базовые работы по расчёту прокаливаемости на основе химического состава выполняются именно на основе концепции Гроссмана о связанных критических диаметрах D. Я Концепция. А D Я Таким образом, это определяется как 50%-ная мартенситная структура.

    Темперная прокаливаемость стали — это способность стали при закалке получать слой закалённой структуры (также называемый зоной прокаливания) заданной глубины (то есть, способность стали к прокаливанию), которая определяется способностью переохлаждённого аустенита на определённой глубине превращаться в мартенсит при заданных условиях охлаждения. Она также отражает степень стабильности переохлаждённого аустенита в стали. Эта характеристика может быть оценена по критической скорости охлаждения, ограничивающейся кривой темперной трансформации при линейном охлаждении образца стали. Критическая скорость охлаждения соответствует тому случаю, когда переохлаждённый аустенит не успевает превратиться в М. S Минимальная скорость охлаждения, необходимая для любого превращения выше точки (температуры начала превращения мартенсита). Горячепрочность — это свойство, присущее каждому виду стали: чем глубже закалённый слой, тем лучше горячепрочность стали.

    Фактическая глубина эффективной закалки детали зависит от многих факторов, таких как склонность стали к прокаливанию, размеры детали и охлаждающая способность среды закалки; например, при закалке одной и той же марки стали в одинаковой среде малые детали имеют более глубокий закалённый слой по сравнению с большими, а при одинаковых размерах и использовании воды глубина закалённого слоя больше, чем при масляной закалке.

    Темперная прокаливаемость и твердость при закалке — это не одно и то же понятие; необходимо обращать на это внимание. Твердость при закалке обозначает способность стали достигать максимально возможной твердости при закалке в идеальных условиях, что зависит от содержания углерода в закаленном мартенсите и, по сути, в первую очередь ограничивается именно содержанием углерода в стали. Поэтому у низкоуглеродистой стали максимальная твердость после закалки будет невысокой.

    Факторы, влияющие на сквозную закалку:

    Твердость стали при закалке определяется её критической скоростью охлаждения. Чем меньше критическая скорость охлаждения, тем стабильнее переохлаждённая аустенитная структура и тем лучше прокаливаемость стали. Таким образом, все факторы, влияющие на стабильность аустенита, также воздействуют на прокаливаемость стали. К числу таких факторов относятся: влияние содержания углерода, влияние легирующих элементов, влияние температуры аустенизации, а также наличие нерасплавленных вторичных фаз в стали.

    У одной и той же стали состав и качество плавки неизбежно колеблются в определённых пределах, поэтому кривые прокаливаемости для конкретной марки стали, приведённые в справочниках, часто представляют собой не одну линию, а целый диапазон, называемый зоной прокаливаемости. Таким образом, прокаливаемость стали включает два аспекта: во-первых, способность стали прокаливаться, которая главным образом обеспечивает необходимую твёрдость сердцевины деталей различного размера, удовлетворяя требованиям к прочности и долговечности; во-вторых, ширина зоны прокаливаемости, которую необходимо минимизировать, чтобы облегчить контроль за деформацией при термообработке и качеством самой термообработки. В Китае ширина зоны прокаливаемости составляет 12 HRC, тогда как в крупных зарубежных компаниях эта ширина не превышает 8 HRC.

    Значение прокаливаемости стали можно обозначать через J ( HRC / дм ), где J означает конечную прокаливаемость, д — расстояние до участка с водяным охлаждением, а HRC — измеренная в этом месте твердость. Например: значение прокаливаемости J ( 42 / 5 ) означает, что твердость образца на расстоянии 5 мм от участка с водяным охлаждением составляет 42 HRC; значение прокаливаемости J ( 30~35 / 10 ) указывает, что твердость образца на расстоянии 10 мм от этого участка равна 30~35 HRC. Сталь, для которой предъявляются конкретные требования к значению прокаливаемости, в конце маркировки имеет букву H, например 42CrMoH.

    Существуют и другие методы оценки сквозной прокаливаемости стали, поскольку она в основном определяется химическим составом, поэтому разработано множество расчётных методов, основанных на фактическом химическом составе стали. Например; для стального сплава критический диаметр прокаливаемости D Я Формула расчета следующая:

    D.I(in) = 0,54C × (0,7Si + 1) × (0,3333Mn + 1) × (2,16Cr + 1) × (3Mo + 1) × (0,363Ni + 1) × (0,365Cu + 1) × (1,73V + 1)

    Пружинная сталь в соответствии со стандартом ISO 683-14 предлагает рекомендуемые (предварительные) максимальные размеры для 10 представленных стандартных марок стали при условии: закалка в масле в указанном в таблице диапазоне температур, после чего твердость сердцевины должна достигать 54 HRC или 56 HRC.

    Оптимизация процесса закалки:

    Вопрос оптимизации технологии термической обработки пружинной стали в последние годы наиболее часто рассматривается на примере 60Si2Mn, однако также проводятся исследования других марок стали, содержащих Cr, Mo, V, Ni и др. Многие исследования показывают, что при соответствующем повышении температуры нагрева для закалки пружинной стали можно улучшить пластичность и вязкость материала либо повысить его прочностные характеристики при условии сохранения определённых показателей пластичности и вязкости. Основной эффект упрочнения и тонкой настройки свойств достигается за счёт:

    а. Изменение морфологии мартенсита, то есть повышение температуры закалки приводит к увеличению пластинчатого мартенсита и уменьшению игольчатого в структуре закалённого материала, при этом комплексные механические свойства пластинчатого мартенсита после отпуска оказываются лучше, а повышенная трещиностойкость материала способствует улучшению усталостных характеристик.

    б. Повышение температуры аустенизации способствует более полному растворению карбидов в стали, делает состав аустенита более однородным и благоприятно сказывается на улучшении структуры и свойств стали.

    Считается, что повышение температуры нагрева при закалке приводит к укрупнению зёрен аустенита и ухудшению свойств материала после термической обработки. Однако на самом деле температура, при которой происходит укрупнение зёрен аустенита в стали 60Si2Mn, превышает 950°C, поэтому умеренное повышение температуры нагрева при закалке не вызывает их укрупнения. Что касается пружинных сталей, легированных такими элементами, как ванадий и ниобий, то благодаря сильному эффекту дисперсионного твердения, оказываемому образующимися карбидами, увеличение температуры аустенизации позволяет повысить растворимость карбидов, что, в свою очередь, усиливает эффект дисперсионного твердения.

    Вопросы, связанные с процессом отпуска:

    Влияние легирующих элементов на температурный превращение при отпуске:

    Процесс распада мартенсита в закалённой структуре легированной стали практически аналогичен таковому в углеродистой стали, однако скорость его распада заметно отличается. Легирующие элементы, главным образом, затрудняют процесс распада мартенсита, влияя на диффузию углерода; при этом степень этого воздействия варьируется в зависимости от силы связи между легирующими элементами и углеродом.

    Легирующие элементы, особенно такие сильные карбидообразующие элементы, как Mo, W, V, Nb и Ti, препятствуют распаду мартенсита; при этом лишь часть углерода выделяется в виде цементита. Это приводит к тому, что прочность и твёрдость закалённой стали снижаются гораздо меньше, что, в свою очередь, повышает стабильность стали при отпуске. Иногда сталь, содержащая сильные карбидообразующие элементы, даже при более высоких температурах может образовывать мелкие специальные карбиды, вызывая явление «вторичного упрочнения».

    Механические свойства закалённой пружинной стали после среднего и высокотемпературного отпуска:

    В закалочной структуре пружинной стали преобладают мартенсит и небольшое количество остаточного аустенита (в сталях с повышенным содержанием углерода присутствует также небольшое количество нерасплавленных карбидов). В инженерной практике механические детали не применяют сразу в закалённом мартенситном состоянии; обычно их нагревают до температуры A. 1 Температурная выдержка при температурах ниже указанной обычно называется отпуском. Традиционно выдержка при 20–150°C именуется старением, диапазоны температур от 150 до 250°C, около 350°C и от 450 до 550°C соответственно обозначаются как низко-, средне- и высокотемпературный отпуск. Отпуск пружинных сталей чаще всего проводится при средних и высоких температурах.

    Чтобы удовлетворить разнообразные требования к прочностным и вязкостным свойствам материалов для различных продуктов, необходимо понимать, как меняются различные механические характеристики пружинной стали после закалки и отпуска в зависимости от повышения температуры отпуска; это позволит получить много полезной информации:

    1. С увеличением температуры отпуска механические свойства изменяются в соответствии с общими тенденциями изменения свойств после закалки и отпуска средне- и высокоуглеродистых легированных сталей: прочность и твердость постепенно снижаются, а пластичность (удлинение и относительное сужение) немного повышается.

    2. Стоит отметить, что у обоих видов стали соотношение предела текучести к пределу прочности (R P0,2 /R м С сильными различиями, связанными с изменением температуры, коэффициент текучести и предела прочности стали 55SiCrA остаётся практически неизменным на уровне около 0,91, тогда как у стали 50CrVA этот коэффициент по мере повышения температуры отпуска увеличивается с менее чем 0,92 до более чем 0,95. Основная причина таких различий — легирующий элемент ванадий, который интенсивно образует карбид VC. В процессе отпуска выделение мелких частиц VC создаёт эффект дисперсионного упрочнения, повышая способность материала противостоять деформации, что проявляется в виде роста предела текучести и коэффициента текучести и предела прочности. Эти свойства особенно выгодны для пружинных изделий, особенно тех, где важна высокая стойкость к ползучести. Кроме того, поскольку эффект дисперсионного упрочнения возникает за счёт растворения частиц VC при закалке и нагреве, только их полное растворение позволяет затем достичь оптимального эффекта дисперсионного упрочнения при отпуске. Поэтому исследования пружинной стали 60Si2CrVA показывают, что для получения наилучшего сочетания прочности и вязкости рекомендуется повышать температуру закалки примерно до 910°C.

    3. После закалки пружинной стали нельзя игнорировать проблему температурной хрупкости при отпуске: первая категория отпускной хрупкости проявляется в диапазоне от 250 до 400°C, и практически все стали подвержены ей; вторая категория отпускной хрупкости возникает при температурах от 450 до 600°C. К числу легирующих элементов, способствующих второй категории отпускной хрупкости, относятся Ni, Cr, Mn, Si и C, тогда как Mo, W, V и Ti — это элементы, ингибирующие её проявление. Быстрое охлаждение после отпуска позволяет устранить или ослабить вторую категорию отпускной хрупкости; кроме того, если деталь уже находится в хрупком состоянии, повторный нагрев с последующим быстрым охлаждением способен ликвидировать хрупкость и вернуть материал к вязкому состоянию. Именно поэтому вторую категорию отпускной хрупкости называют «обратимой отпускной хрупкостью». Сейчас на линии термообработки по окончании процесса отпуска мы погружаем пружины в бассейн с охлаждающей водой, чтобы минимизировать отпускную хрупкость, а также для оперативной перестановки на следующий этап производства.

    4. Выше описанная ситуация свидетельствует, что для специальной стали, такой как пружинная сталь, содержащей определённые легирующие элементы, характерны разнообразие и сложность процесса мартенситного превращения при отпуске. Поэтому наилучшим подходом к улучшению технологии термической обработки пружинной стали является систематическое исследование (обычно с использованием метода ортогональных экспериментов) с целью её оптимизации.