Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 5. Высокопрочные сталиВ предыдущих двух параграфах были рассмотрены конструкционные стали, термически обрабатываемые на При такой структуре и прочности сталь обладает высокой пластичностью и вязкостью и ее можно применять для деталей сложной формы, подвергающихся динамическим и усталостным нагрузкам. Однако новейшая техника стала предъявлять более высокие требования к прочности; для ряда назначений требуется материал с прочностью К таким сталям прежде всего следует отнести стали обычного состава, но мелкозернистые и высокочистые. В этом случае закалка с отпуском при Легирующие элементы, и особенно карбидообразующие легирующие элементы, задерживают процессы разупрочнения при отпуске. Если конструкционная сталь с обычным содержанием углерода (около Можно указать на сталь такого состава: Понижение порога хладноломкости и увеличение содержания волокна
Рис. 294. Влияние температуры отпуска на твердость сталей:
Рис. 295. Влияние кобальта на мартенситную точку (1) и количество остаточного аустенита (2) в стали, содержащей Решение задачи применения высоконикелевой стали состояло в одновременном легировании стали никелем и кобальтом. Кобальт повышает мартенситную точку (рис. 295) и уменьшает поэтому количество остаточного аустенита. Одновременно кобальт повышает точку В качестве примера сталь, содержащую Тот же путь повышения вязкости, т. е. снижения порога хладноломкости достигается не только легированием никелем, но и использованием мелкого (№ 8—10) и ультрамелкого (№ 11—13) зерна. Измельчение зерна, как указывалось выше, приводит к снижению порога хладноломкости и, следовательно, к увеличению доли волокна в изломе стали. Измельчить зерно возможно, применяя высокие скорости нагрева, или высокотемпературной термомеханической обработкой, фиксируя закалкой состояние окончания стадии рекристаллизации обработки, но до начала собирательной рекристаллизации. На рис. 296 были приведены данные по влиянию углерода на свойства стали типа Рис. 296. (см. скан) Влияние углерода на прочность
Рис. 297. Вязкость разрушения высокопрочных сталей: 1 — ЗОХНЗМ; 2 — мартенситностареющая: 3 — трип-сталь Используя ВТМО применительно к чистой вакуумированной стали (например, марки Другие способы измельчения зерна (введение в высокопрочную сталь нитридов, скоростные нагревы и т. п.) находятся в стадии внедрения. Существует также способ повышения прочности сталей со структурой среднеуглеродистого мартенсита — это небольшая пластическая деформация уже термически обработанной стали (МТО — см. выше с. 255) при этом, как правило, прочность а предел текучести возрастает, достигая практически значения предела прочности. В рассмотренных ранее случаях упрочнение (высокая плотность дислокаций) достигалось мартенситным превращением. Образующийся мартенсит в углеродсодержащих сталях имеет мелкоблочное строение и большие напряжения второго рода. Уменьшение содержания углерода уменьшает ширину размытия линий рентгенограммы мартенсита (уменьшает плотность дислокаций в мартенсите) и при очень малом содержании углерода (например, 0,03 % С) прочность мартенсита (игольчатого феррита) не превосходит 100 — 120 кгс/мма. Однако, если феррит (мартенсит) содержит элементы, образующие интерметаллидные фазы, то возможен вторичный процесс дисперсионного твердения, связанного с выделением (обособлением) интерметаллидных фаз. В последнее время разработаны стали интерметаллидного упрочнения (так называемые мартенситно-стареющие стали — американское название Марэджинг), в которых при закалке получается практически безуглеродистый мартенсит, а затем при отпуске (примерно при Обычно эти мартенситно-стареющие стали содержат Наличие никеля и титана необходимо для образования интерметаллидных фаз, вызывающих старение, типа Ввиду высокого содержания легирующих элементов и низкого содержания углерода охлаждение при закалке можно осуществлять с любой скоростью без опасения образования немартенситных продуктов превращения аустенита. В наиболее распространенной по составу стали типа «стареющей мартенсит» с Полученный при «закалке» мартенсит обладает невысокой прочностью и очень высокой пластичностью. В таком «закаленном» состоянии сталь можно подвергать деформации, обработке резанием и другим технологическим операциям. Окончательные прочностные свойства формируются при последующем отпуске (старении) при 480—500 °С. Примерные механические свойства стали с При таком высоком содержании никеля разрушение происходит при всех уровнях прочности и температурах вязко, хотя значение Состав некоторых мартенситно-стареющих сталей приведен в табл. 34. Сравнительно недавно разработан еще один класс высокопрочных сталей повышенной пластичности, названный трипсталями. Таблица 34. (см. скан) Состав и механические свойства мартенситно-стареющих сталей Сочетание высокой прочности и пластичности создается подбором определенного состава стали, режимом термической обработки и температурной деформации. Состав стали должен быть таков, чтобы закалкой Деформация при комнатной температуре ведет к образованию мартенсита. Таким образом, исходное, аустенитное, сравнительное малопрочное состояние в процессе испытания (или эксплуатации) в результате пластической деформации превращается в высокопрочное, мартенситное. Типичный состав трип-стали таков: Особенно важное свойство этих сталей — высокое сопротивление развитию трещины. Так, например, вязкость разрушения (интенсивность напряжения в устье трещины В настоящий момент трип-стали, по-видимому, являются материалом с самым высоким сочетанием прочности и вязкости, т. е. самым надежным конструкционным материалом.
|
1 |
Оглавление
|