Главная Процесс термической обработки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [ 105 ] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 Высокая прочность мартенситно-стареющих сталей после отпуска при 480-500° С в течение 1-3 ч обусловлена тем, что в прочной матрице выделяются очень дисперсные полукогерентные частицы с размером и межчастичным расстоянием порядка 10 А, причем выделения интерметаллидов имеют высокую собственную прочность. В результате при дисперсности выделений, аналогичной дисперсности зон ГП в стареющих цветных сплавах, мартенситно-стареющие стали обладают значительно более высокой прочностью (Ов = 180-f-200 кгс/мм 2). По сравнению с закаливаемыми на мартенсит сталями, содержащими углерод, безуглеродистые мартенситно-стареющие стали при той же прочности отличаются несравненно большим сопротивлением хрупкому разрушению. Это важнейшее их преимущество. Причины высокого сопротивления хрупкому разрушению в закаленном состоянии рассмотрены в § 37. При отпуске на максимальную прочность показатели пластичности и ударная вязкость снижаются, но остаются еще весьма высокими. Вязкость матрицы, не содержащей углерода, и высокая дисперсность однородно распределенных выделений интерметаллидов обусловливают очень большую сопротивляемость распространению трещин, а это ценнейшая характеристика современного высокопрочного конструкционного материала. § 49. ОТПУСКНАЯ ХРУПКОСТЬ Отпускная хрупкость присуща многим сталям. Проблема отпускной хрупкости стала острой в период перед первой мировой войной, когда расширилось производство из легированных сталей изделий большого сечения (брони и орудий). В результате медленного охлаждения с температуры высокого отпуска ударная вязкость легированной стали может оказаться в несколько раз (и даже на порядок) меньше, чем после охлаждения в воде с той же температуры. На других механических свойствах при комнатной температуре состояние отпускной хрупкости практически не сказывается. 1. Необратимая отпускная хрупкость На графиках ударная вязкость при 20° С - температура отпуска можно встретить два провала, соответствующих развитию отпускной хрупкости двух типов (кривая / на рис. 173). В темпе-ратурном интервале примерно 250-400° С развивается необра-; тимая отпускная хрупкость. Ударна-я,вязкость закаленной стали после отпуска в этом интервале меньше, чем после отпуска при ; температурах ниже 250° С. Указанные здесь и ниже обобщенные значения температур верхней и Г нижней границ интервалов хрупкости условны. Они зависят в первую очередь i;OT состава стали и продолжительности отпуска. - и. Й. Новиков 321 200 т Ш 500 BOO Температура отпуска °С Рис. 173. Зависимость ударной вязкости при. 20° С от температуры отпуска стали 37ХНЗА (Л. В. Смирнов, -В. Д. Садовский): / - после обычной закалки и часового отпуска с последующим охлаждением в воде; 2 - после ВТМО Если охрупченную сталь, отпущенную при 250-400° С, отпустить при более высоких температурах для перевода в вязкое состояние, то повторный отпуск в интервале 250-400° С не возвращает сталь в хрупкое состояние. Поэтому отпускную хрупкость, развивающуюся в интервале 250-400° С, и называют необратимой . Необратимая отпускная хрупкость в большей или меньшей степени свойственна всем сталям- и легированным, и углеродистым. Наиболее отчетливо она проявляется у малоуглеродистых легированных сталей, которые после закалки и низкого отпуска (ниже 250° С) имеют сравнительно большую ударную вязкость. У высокоуглеродистых сталей после закалки и низкого отпуска ударная вязкость столь мала, что охрупчивание после отпуска при 250-400° С нельзя обнаружить обычными ударными испытаниями. В сталях очень высокой чистоты (с низким содержанием Р, Sb, Sn и As), полученных вакуумной плавкой, необратимая отпускная хрупкость не развивается. В сталях промышленной ч~истоты эту хрупкость специальными добавками полностью устранить не. удается. Добавка кремния сдвигает провал ударной вязкости к более высоким температурам. Степень развития хрупкости не зависит от скорости охлаждения с температур отпуска 250-400° С Природа необратимой отпускной хрупкости остается невыясненной. Возможно, что важную роль здесь играет предпочтительное выделение по границам исходных аустенитных зерен пластинок карбида, около которых возникают пики напряжений, облегчающих разрушение. Поскольку эту хрупкость в сталях обычной промышленной чистоты не научились устранять, то средний отпуск, как правило, не используют, хотя он и обеспечивает получение высокого предела текучести. 2. Обратимая отпускная хрупкость Второй провал на кривой ударной вязкости приходится на интервал температур отпуска примерно 450-600° С (кривая / на рис. 173). Для нижней и верхней границ этого интервала Часто указывают также значения 375 и 575° С соответственно. В иностранной литературе ее часто называют 500°Р-хрупкостью и 300°С-хрупкостью . На рис. 173 два провала ударной вязкости ярко выражены, так как разделены узким интервалом температур отпуска (вблизи 450° С), в котором отпускная хрупкость не проявляется. У многих сталей этот горб на кривой ударной вязкости проявляется менее отчетливо. Он может совсем отсутствовать, и тогда обнаруживается одна широкая область температур.отпуска, после которого ударная вязкость понижена. Охрупчивание при высоком отпуске может возникать в результате нагрева до 450-600° С (независимо от скорости последующего охлаждения) и в результате отпуска при температурах выше 600° С с последующим медленным охлаждением в интервале 600-450° С. Быстрое охлаждение с температур отпуска выше 600° С, например в воде, предотвращает развитие отпускной хрупкости. Быстрое охлаждение после отпуска при 450-600° С не предотвращает отпускной хрупкости. Таким образом, попадание в опасный интервал температур снизу (при нагреве и выдержке) или сверху (при медленном охлаждении) приводит к качественно одинаковому результату. Важнейшая особенность охрупчивания при высоком отпуске состоит в его обратимости. Если сталь, охрупченную в результате отпуска выше 600° С с последующим медленным охлаждением или отпуска при 450-600° С (с любой скоростью охлаждения), вновь нагреть до температур выше 600° С и быстро охладить, то ударная вязкость восстанавливается. Если после этого сталь вновь попадает в опасный интервал температур отпуска, то она повторно охрупчивается. Новый нагрев выше 600° С с быстрым охлаждением устраняет хрупкость и т. д. Поэтому рассматриваемое явление называют обратимой отпускной хрупкостью. Так как высокий отпуск широко применяют к разнообразным конструкционным сталям, то обратимую отпускную хрупкость особенно подробно изучали на протяжении многих десятилетий. Когда говорят об отпускной хрупкости легированной стали, то обычно имеют в виду обратимую отпускную хрупкость. Количественная оценка склонности стали к отпускной хрупкости По величине ударной вязкости, измеренной при одной, обычно комнатной температуре, нельзя оценивать склонность стали к отпускной хрупкости. Необходимо измерять ударную вязкость при разных, в том числе отрицательных температурах, т. е. строить так называемые сериальные кривые. Если сталь и не находится в состоянии отпускной хрупкости, то у нее все равно при понижении температуры наступает известный для хладноломких металлов переход от вязкого разрушения К хрупкому, сопровождающийся резким снижением ударной вязкости в узком интервале температур (кривая 1 на рис. 174). Развитие отпускной хрупкости смещает интервал перехода от вяз- |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |