HomeЛегированная сталь › Пороки легированной конструкционной стали

Пороки легированной конструкционной стали

Пороки легированной конструкционной сталиВ легированной конструкционной стали могут наблюдаться все те металлургические дефекты, которые свойственны и нелегированной стали, но встречаются также и присущие только ей пороки. Вообще же легированная конструкционная сталь более склонна к порокам любого вида, чем нелегированная.

 

Так, в результате легирования возрастает склонность к образованию крупной первичной структуры, возрастают трудности удаления из металла газов и неметаллических включений вследствие увеличения вязкости жидкого сплава, увеличивается склонность к образованию трещин в связи с понижением теплопроводности и т. п. Поэтому получить доброкачественную легированную конструкционную сталь обычно труднее, чем нелегированную.

 

Среди пороков, встречающихся главным образом в легированной конструкционной стали, остановимся на двух — шиферном изломе и флокенах. Шиферным называется вид излома кованой или катаной стали, характеризующийся резко выраженным слоистым строением. По внешнему виду этот излом напоминает излом сухого слоистого дерева (фиг. 196) и является одним из наиболее часто наблюдаемых пороков конструкционной стали.

 

Шиферный излом по мере его развития сопровождается резким ухудшением сжатия и ударной вязкости стали (на поперечных

образцах).

Сталь, имеющую ясно выраженный шиферный излом, обычно считают некондиционной.  Полагают, что причиной шиферного излома является пористость, возникающая в стали в результате выделения во время затвердевания растворенных в жидкой стали газов. При последующей ковке или прокатке возникшие поры удлиняются и при разрушении стали  они обнаруживаются в виде мелких расслоений, создающих мелкослоистый вид излома.

 

Другой причиной появления шиферности стали обычно считают повышенное загрязнение стали неметаллическими включениями. Присутствие в стали вытянутых при горячей обработке давлением шлаковых включений усиливает слоистость и, следовательно, склонность стали к шиферному излому.

 

Флокенами называются мельчайшие внутренние надрывы в металле — трещины, легко выявляющиеся при травлении макрошлифов, но особенно характерно обнаруживаемые на изломах в виде блестящих (белых) круглой или овальной формы пятен представляющих поверхность («стенку») трещин.

 

Флокены являются недопустимым пороком качественной стали. Флокены сравнительно редко встречаются в литой стали. Гораздо чаще присут ствие их обнаруживается в стали после ее горячей обработки и особенно в тех случаях, когда охлаждение кованых или катаных заготовок после их горячей обработки производится относительно быстро (например, на воздухе).

 

Чаще всего флокены наблюдаются в стали, выплавленной в основных мартеновских или электрических печах. Кислая мартеновская сталь, как правило, менее часто поражается флокенами. Флокены наблюдаются преимущественно в Сг, Сг-Ni, Сг-Ni-Мо, Si-Мп, Si-Сг, Si-Мп-Сг марках конструкционной стали.

 

Обычные углеродистые стали почти не страдают этим пороком, равно как и высоколегированные аустенитного, ферритного и карбидного классов. Изучению природы образования флокенов в стали посвящено большое количество исследовательских работ, приведших к созданию различных теорий их происхождения. В настоящее время наибольшим признанием пользуется теория, согласно которой флокены вызываются растворенным в жидной стали водородом.

1 Эти пятна иногда имеют хлопьевидную форму, откуда дефект и получил название «флокены» — хлопья.

 

С понижением температуры растворимость водорода в стали резко уменьшается, и последний, выделяясь из металла, переходит в молекулярное состояние (в форму газа). Скапливаясь в порах стали, в частности, в стыках зерен, молекулярный водород развивает большие давления, что, в конечном счете, и приводит к образованию внутренних надрывов — трещин. Например, при содержании водорода в стали 0,002% внутреннее давление водорода при температуре 500° уже достигает 1000 кг/см:

 

Однако особенно неблагоприятной в отношении образования флокенов является температурная зона ниже 250°, когда сталь оказывается мало пластичной, и разряжение возникающего внутреннего давления за счет пластической деформации становится уже невозможным. Поэтому температурный интервал ниже 250° считают наиболее опасным с точки зрения возникновения флокенов.

 

Существенное значение имеет также тот факт, как это показал В. Я- Дубовой [9], что наличие растворенного в стали водорода приводит к значительной потере ее пластичности.

Последнее также уменьшает возможности снятия возникающих напряжений (давлений) за счет местной пластической деформации. Представления о водороде как основном агенте, вызывающем появление флокенов, хорошо согласуется с данными практики.

 

Принятие мер, устраняющих возможность попадания в печь при выплавке стали водорода (нельзя, в частности, допускать загрузку в печь влажных материалов), исключает появление флокенов. Весьма эффективным средством борьбы с флокенами является проведение чрезвычайно медленного охлаждения стали или применение длительной выдержки в известном интервале температур, после горячей обработки давлением.

 

В ходе такого охлаждения или выдержки выделяющийся из раствора водород успевает продиф-фундировать к поверхности и удалиться из стали.

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

Comments are closed.