Оценка качества стали но излому - Шахназаров Ю.В.
Скачать (прямая ссылка):
Низкотемпературное старение (430°С) после перекристаллизации при 1100°С (режим 6, 8) обеспечивает более высокие показа-
1 Выполнено В. М. Шульманом
2 Выполнено С. К- Гинзбургом.
15
Таб я и ц а 6
з;
Режим ауетсннзациїї
Температура старения. °С Твердость, нис Оог2 ««
ГПа % МДж/М2
580 43 1,30 1,27 6,5 17,0 0,17
580 43 1,40 1,31 '6,6 17Д 0,18
1 430 580 1 44 43 1,47 1,39 1,38 1,29 2,0 7,2 7,8 13,5 0,16 0,16
430 43 1 1,39 1,28 8.0 20,3 0,30
430 580 45 44 1,55 1,45 1,45 1,34 8,6 9,6 24,2 20,1 I 0,38 0,29
430 560 15 44 | 1,55 1,44 1,45 1,33 Я.4 9,5 26,3 22,4 0,38 0,31
3
1t
5
6 7
8 0
820 °С (30 мин, мае-ло)
930 °С (30 мин, масло), 2 раза
930 °С (2 ч, масло), 3 раза
П00°С (30 мин, масло)
1100 °С (4 ч, масло)
1100 °С (4 ч, масло), 2 раза
тели пластичности и вязкости по сравнению со старением при 580РС (режимы 7, 9). Это связано с появлением в изломе пере-старенных образцов кристаллических участков (блесток) и существенным понижением деформационной способности — уменьшением зон боковых утяжек. Причем перестаренная сталь имеет более низкую деформационную способность, несмотря на то, что ее предел текучести ниже предела текучести недостаренной стали примерно на 0,1 ГПа.
Следует отметить, что перестаривание стали приводит не только к понижению деформационной способности, но и к восстановлению отдельных' элементов древовидного строения излома. Это свидетельствует об определенной «наследственности» в протекании процессов охрупчивания литой стали при иерестаривании.
Повышенную хрупкость перестаренной стили можно объяснить
образованием аустенита при обратном а-^у*пРевРаш'ении' т- с- ге" терогенизацией структуры. Наличие второй фазы способствует неравномерному распределению напряжений в стали под нагрузкой и повышению степени локальной концентрации напряжений на границах раздела фаз. Однако это объяснение не может быть полным без детального исследования причин охрупчивания, так как известно, что вязкость повышается при стабилизации некоторого количества аустенита в структуре стали.
При фрактографическом исследовании строения изломов установлено существенное различие в характере разрушения недоста-ренных и перестаренных ударных образцов. Микрорельеф разрушения мартенсита в недостаренпом состоянии имеет однородное вязкое чашечное строение. В перестаренном двухфазном состоянии микрорельеф характеризуется неоднородностью элементов разрушения. Наряду с характерными «чашками» мартенсита имеются мелкофрагментироваиные элементы разрушения второй фазы —
16
аустенита — с малой глубиной «чашек». Это свидетельствует о невысокой степени развития пластической деформации при разрушении участков аустенита.
Пониженная деформационная способность аустенита также следует из сопоставления разницы между пределами прочности и текучести литой стали в недостаренном и иерсстаренном состояниях. Эта разница составляет в обоих случаях 0,09—0,11 ГПа, несмотря на то что в перестаренной стали (по данным рентгеноструктур-ного анализа) содержится ~25% аустенита. Пониженная вязкость литой перестарешюй стали связана также с перераспределением легирующих элементов между фазами Ь процессе а-^у превращения. Обеднение а-фазы легирующими элементами, главным образом никелем, который снижает степень закрепления дислокаций примесными атомами, приводит к появлению фасеток квазихрупкого отрыва в изломе перестареиной стал*\.
Определяющая роль неравномерности распределения легирующих элементов в процессах охрупчивания литой мартеиситоста-реющей стали особенно рельефно выявляется при фрактографическом исследовании образцов, подвергнутых аустенизации при 820°С. Слабое развитт1е процесса гомогенизации и отсутствие перекристаллизации литой структуры при такой обработке обусловливают сохранение неравномерности распределения элементов между осями дендритов и межосными пространствами. Это приводит к резкому различию в характере их разрушения: чашечный рельеф переходит в рельеф типичного скола.
Существенные отличия в микроструктуре недостаренных и ие-рестаренных образцов являются, вероятно, одной из причин различий в ударной вязкости. В недостаренной стали четко выявляется ориентация мартенситных пластин, декорированных дисперсной упрочняющей фазой, наряду с границами зерен протравливается субструктура зерна. Дисперсность интерметаллвдов определяет более высокие значения как прочностных, так и вязких свойств. В перестареиной стали полностью исчезает мартенситная ориентация, субструктура не выявляется. Вследствие процессов коагуляции интерметаллиды крупны. Более высокая микронеоднородность структуры в перестареиной стали является, по-видимому, также одной из причин охрупчивания.
ОЦЕНКА ИЗЛОМА ТЕРМОУЛУЧШЕННЫХ СТАЛЕЙ
СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ 1
Для термоулучшенных сталей средней прочности (00,2-^0,75 -1 ГПа) распространено определение а1Ь а1у и реже критической температуры хрупкости по тому или иному количеству волокнистой составляющей в изломе.
На примере ряда среднелегированных ереднепрочньгх сталей (40Х, 36ХН1МФ, 38ХНЗМФ) показан ряд преимуществ оценки качества стали (сопротивления разрушению) по виду излома.
