В настоящей работе изучалось влияние температуры и скорости нагрева на структуру и физико-механические свойства сталей типа Х13 при закалке и отпуске в различных температурных интервалах. Исследовались листовые (толщиной 1 и 2 мм) стали 2X13 и 3X13 в состоянии поставки (после холодной прокатки и отжига).
Нагрев плоских образцов (1-2x15x200 мм) осуществлялся со скоростями -7-8 град/мин, 10 и 100 град/сек в печи и на установке электроконтактного нагрева в диапазоне температур 300-1050 °С (через 25°С), охлаждение производилось в масле и на воздухе. Каждый образец снабжался тонкой 0 0,2 мм термопарой, приваренной точечной сваркой. Отключение нагрева автоматическое после достижения заданной температуры. Точность контроля и записи температуры ±5°С. Исследование велось по двум схемам: 1) исходное состояние + закалка с печного нагрева с 1020-1050 °С (выдержка 15 мин + нагрев со скоростями 7-8 град)мин, 10 и 100 град сек до температур 300-1050 °С); 2) исходное состояние + закалка со скоростью 100 град/сек нагрев со скоростями 7-8, 10 и 100 град/сек до температур 300-1000 °С.
Значения твердости в зависимости от температуры отпуска закаленной после 15 мин выдержки при 1050 °С стали. После закалки сталь 2X13 имеет твердость 45-48 HRC. Низкотемпературный отпуск в печи (до 400 °С) снимает закалочные напряжения, способствует выделению цементита и снижает твердость до 40-41 HRC. Пластические характеристики при этом изменяются мало. В интервале 300- 500 °С наблюдается небольшой эффект дисперсионного упрочнения, связанный с выделением карбидов типа Сг7С3 и Ме2Х. Начиная с температур 500 °С, по границам зерен выделяется кубический карбид Сг23С6.
Все эти процессы приводят к резкому разупрочнению стали в интервале 500-820 °С для 2X13. Твердость снижается с 40 HRC до нулевых значений. При температурах выше 820 °С начинается обратный процесс фазовых превращений: раствор, связанный с , образованием аустенита (и превращением его в мартенсит при охлаждении) и растворением карбидов. Твердость при этом начинает возрастать. При нагреве в интервале температур 820-880 °С (для стали 2X13) сталь закаливается слабо, лишь небольшое количество карбидов переходит в твердый раствор.