Оценка качества стали но излому - Шахназаров Ю.В.
Скачать (прямая ссылка):
1о
ки от 750 °С (см. табл. 4). Это позволяет предполагать, что уровень вязкости различных плавок связан не только с остаточным аустенитом, но и с процессами в а-фазе. Вероятно, этим можно объяснить то, что у близких по составу к ЭП-695 сталей, содержащих 25% остаточного аустенита, значения ап отличаются в два раза. ¦
Таблица 4
Номер плавки 0*0.2 Си % V
ТІ 1а МДж/м2
Ч I 1,63 1,73 0,6 19
1,57 1,69 0,4 17
2 1,75 1,90 0,2 5
« 1,34 1,55" "0,45 13
3 1,77 1,90 , 0,06 4
1,46 1,62" 0,39 19""
Примечание. В числителе — после 1060 °С, 40 мин; — 70 °С, 8 ч; 520 °С 5 ч; в знаменателе — после 1060 °С, 40 мин; 750 °С. 1 ч; — 70 °С 8 ч;* 520 °с'
5 ч.» ¦
Из рассмотрения распределения значений предела текучести и ударной вязкости следует, что двукратная закалка (1050+750°С) но сравнению с однократной (1050°С) позволяет повысить ударную вязкость при нормальной температуре при снижении дредела текучести до уровня, значительно превышающего уровень стали 00Х14Н5К9М4, выплавленной по магнитной пробе. Разница в свойствах сталей ЭП-695 с аустенитом, стабилизированным на поздних этапах а-^у-превращеиия, и 00Х14Н5К9М4 с аустенитом прямого превращения связана главным образом с содержанием 7-фазы: ~15 и — 25% соответственно.
Старение на средних этапах а-^-превращения (640 °С) позволяет достичь удовлетворительного сочетания свойств ( — 40 ИКС, ац>0,4 МДчс/м2 при —196 °С) стали ЭП-695 при стабилизации ~50% у-фазы, претерпевающей частичное у~^а'пРевраЩс"ис (30% абсолютных) в поверхности разрушения. Возрастание степени у-нх-превращения в изломе до — 60% (680 °С) сопровождается незначительным повышением ап при —196°С, несмотря на разупрочнение. Это свидетельствует о том, что отсутствует однозначная связь между степенью развитая -у-^а-превращения в изломе и характером изменения аА. В то же время полный распад в изломе всего —20% аустенита прямого превращения обеспечивает тот же уровень ап при —196 °С (0,5 МДж/м2) и значительнб более высокой твердости: —46 НЯС против 38 #/?С после старения при 680 °С. Таким образом, и полнота превращения не является определяющим уровень вязкости фактором.
П
Не рассматривая природу превращений, следует отметить, что аустениту прямого и обратного превращений отвечает разный характер распределения значений ап (рис. 8) образцов со ступенькой в изломе близких по легированию сталей ЭП-767 и ЭП-695. (Количество аустенита прямого превращения и уровень вязкости изменяли режимом горячей прокатки и закалкой стали ЭП-767, состаренной при 520 °С (5 ч); количество аустенита обратного превращения изменяли температурой старения стали ЭП-695 в а->--^-области при 520—700 °С (2 ч). Отклонение магистральной
0/1 0^ 06 /в " Й Он,МД*/*2
Рис. 8. Кривые распределения числа ударных образцов со ступенькой в изломах сталей 04Х14К13Н4МЗ (/) после старения при 520 °С и 03Х12К14Н5М5 (2) после старение при 520— 700 °С (температуры испытаний — 50 и —196 °С)
трещины разрушения от плоскости действия максимальных растягивающих напряжений, имеющее место также при образовании У-образного излома (см. рис. I) на холоднокатаных образцах с исчерпанной пластичностью (оъ>1,9 ГПа, температура испытания —196 °С), делает условным определение удельной работы ударного изгиба.
СТРОЕНИЕ И ДЕФЕКТЫ ИЗЛОМА ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛИТЫХ СТАЛЕЙ
В изломах свариваемых глубокопрокаливающихся на воздухе высокопрочных (оо,2~0,8-1,0 ГПа, аи при -60°С -0,35 МДж/м2 в сечении 130X130 мм) литых сталей1 с 0,1% С, 0,5—9,0% Мп,
1 Технология раскисления разработана В. Д. Киселевым.
~1,5% Мо, 1-10% 1\Н наблюдаются дефекты, отличающиеся более светлой окраской, чем остальная часть поверхности разрушения.
Светлыми пятнами произвольной формы являюхея фасетки селективного отражения, обнаруживаемые при повороте излома относительно источника света. Фасетки наблюдаются при пол у хрупком «прямом» и вязком «косом» изломах, ориентированных соответственно под углом ~90° и ~45° к максимальным растягивающим напряжениям. В фасетках в ряде случаев не выявляется структура столбчатых и равноосных кристаллов. Это позволяет предположить, что образование фасеток может быть но связано с лнквациоиными процессами. Электронно-фрактографическим анализом показано, что при вязком разрушении фасетки имеют очень слабо развитую поверхность излома, что создает впечатление незначительного развития пластической деформации в поверхностных слоях. Несоответствие микро- и макростроения излома свидетельствует о том, что фасетка отражает строение только тонкого поверхностного слоя излома.
Нормализация от температур выше ~1000°С, как правило, устраняет фасетки. Это не связано со сдвигом критической температуры хрупкости в область брлее низких температур, так как искусственное охрупчивание за счет охлаждения пробы до —40 °С не приводит к восстановлению фасеток. Устранение фасеток в результате рекристаллизации может сопровождаться как повышением (стали 10Н6ГЗМ, 08Г8М, 12ДН2ФЛ), так и понижением (стали Х14К14Н4МЗ) ударной вязкости.
Округлое строение имеют дефекты типа флокенов, как правило, ориентированные перпендикулярно максимальным растягивающим напряжениям. Макррскопически плоское строение и ориентация пятен свидетельствуют, вероятно, о том, что этот дефект не связан с ликвационными процессами, ответственными за формирование специфической структуры литого металла. Такие дефекты, выявляемые также в крупных поковках [8], можно определить как «флокены разрушения». Следует отметить, что обнаруживаемое при электропнофрактографическом исследовании повышенное количество неметаллических включений на этих пятнах [9] может являться следствием более хрупкого его строения. В окружающем пятно более пластичном изломе реализуется вязкий микромеханизм разрушения, при котором межфазная граница не участвует в формировании поверхности излома.
