HomeЛегированная сталь › Хрупкость при отпуске конструкционной стали

Хрупкость при отпуске конструкционной стали

Хрупкость при отпуске конструкционной сталиОсобенностью легированной конструкционной стали, в отличие от простой, является поведение ее при отпуске, выражающееся в появлении двух видов хрупкости.

Первый вид хрупкости при отпуске. Начиная от температур порядка 200°, отвечающих энергичному распаду мартенсита при отпуске, у данной стали наблюдается постепенное понижение с„ и os при одновременном повышении 8 и ф, причем при температурах отпуска порядка 550—600° сталь сохраняет еще значительную прочность.

Иной характер имеет изменение ударной вязкости. В отличие от углеродистой стали, ударная вязкость которой по мере повышения температуры отпуска обычно непрерывно возрастает,, у легированной стали (фиг. 194) наблюдается «провал» ударной вязкости, т. е. резкое снижение ак, после отпуска в определенном интервале температур (в данном случае между 250—400°), что и представляет собой возникновение хрупкости в стали.

 

Такая хрупкость,, зависящая исключительно от температуры произведенного отпуска стали, неизменно сохраняется в ней, если температура соответствовала области «провала» на кривой а к, и ее поэтому называют неустранимой  хрупкостью при отпуске.

Хрупкость, развивающаяся в интервале температур 250—400°, свойственна в той или иной мере всем маркам конструкционной стали и возникает только при отпуске закаленной стали, причем скорость охлаждения после отпуска не влияет на развитие этого вида хрупкости. Характерно, что процессы, обусловливающие развитие хрупкости в районе температур 250—400°, необратимы.

 

Другими словами, если хрупкость была устранена путем нагрева стали выше 400°, то она не возникает вновь при повторных нагревах стали в зоне температур 250—400°. Поэтому хрупкость развивающуюся, при отпуске закаленной стали в районе температур 250—400°, называют также необратимой. Несмотря на многочисленные исследования, природа необратимой хрупкости приотпускедо настоящего времени не выяснена.

Существование в стали интервала температур, обусловливающего неустранимую хрупкость, приводиткто-му, что конструкционную легированную сталь не отпускают в интервале температур .250—400° после закалки.

Второй вид хрупкости при отпуске. Кроме указанного вида неустранимой хрупкости при отпуске, у \’Многих марок конструкционной легированной стали существует еще другой вид хрупкости, наблюдаемый тоже при отпуске, но обязательно высоком (выше 450°), и связанный со скоростью последующего охлаждения после произведенного нагрева для отпуска, а именно: если охлаждение проводится медленно, ударная вязкость оказывается сниженной — проявляется хрупкость.

 

В случае быстрого охлаждения ударная вязкость сохраняется на высоком уровне. Существенными признаками этого вида хрупкости являются ее обратимость и устранимость. Развивающаяся хрупкость в процессе медленного охлаждения может быть устранена быстрым охлаждением при повторном отпуске и снова получена новым нагревом с медленным охлаждением.

 

Этот вид хрупкости ноблюдается иногда при медленном охлаждении после нагрева до 500—700° нормализованной и даже отожженной стали. Но обычно он проявляется именно при отпуске закаленной стали, почему его и называют отпускной хрупкостью1 или обратимой хрупкостью при отпуске.

Хрупкость может развиваться также в результате длительного нагрева стали при 400—550°, причем высокая скорость охлаждения после нагрева в этом случае •не устраняет хрупкости.

Полагают, что причиной возникновения отпускной хрупкости служат выделяющиеся в стали при ее медленном охлаждении какие-то дисперсные составляющие. Быстрое охлаждение предотвращает выделение этих составляющих. Считают, что возможность выделения указанных составляющих возникает в результате изменения предельной растворимости их в феррите в зависимости от температуры.

 

В области температур высокого отпуска предельная растворимость этих составляющих больше, чем при атмосферной температуре. При медленном охлаждении стали после ее нагрева для отпуска, в связи с уменьшением предельной растворимости, эти составляющие выделяются из феррита в виде дисперсных трудноразличимых под микроскопом частиц, располагающихся между зернами, что и приводит к образованию хрупкости. При быстром же охлаждении после такого нагрева составляющие не успевают выделиться из феррита и, следовательно, сохраняются в твердом растворе, почему и отсутствует отпускная хрупкость.

Легирующие элементы оказывают различное влияние на склонность стали к отпускной хрупкости: Мп, Сг, а также элементы-примеси Р и N резко повышают чувствительность стали к этому виду хрупкости. Другие элементы действуют в том же направлении, но слабее указанных. Только Мои W значительно ослабляют восприимчивость стали к отпускной хрупкости и иногда даже ликвидируют ее совершенно.

Идентичные по химическому составу стали обладают различной склонностью к отпускной хрупкости в зависимости от способа выплавки и индивидуальных особенностей плавки.

Обычно основная мартеновская сталь обладает несколько большей отпускной хрупкостью, чем кислая мартеновская и основная электросталь.

В качестве средств борьбы с возникновением отпускной хрупкости в производственной практике обычно используются два метода:

1) . введение в сталь добавок молибдена (0,25—0,45%) или вольфрама (0,6—1,2%);

2) применение быстрого охлаждения стали после высокого отпуска путем ее замочки в воде или масле, когда остаточные напряжения не являются лимитирующим фактором.

Одновременное применение этих методов обычно позволяет достигнуть желательных результатов в отношении полного устранения отпускной хрупкости в правильно легированных\’марках стали.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.