«Флокенообразующим агентом» является водород. Водород из стали может быть удален соответствующей термической обработкой. Для заготовок и изделий с размерами поперечного сечения до 250–300 мм применяется длительный изотермический отжиг при температурах несколько ниже А3. Заготовки и изделия малых сечений (примерно до 75–100 мм) обычно медленно охлаждаются в песке, золе или шлаке. Медленное охлаждение готовых рельсов производится в печах специального типа.
Соответствующая термическая обработка, уменьшающая напряжения превращений и дающая более однородную структуру, уменьшает и опасность образования флокенов даже при последующем быстром охлаждении и относительно высоком содержании водорода в стали.
Чтобы предотвратить образование флокенов, рекомендуется слитки помещать в нагревательные колодцы в горячем состоянии и в течение всего дальнейшего цикла пластической обработки не охлаждать металл ниже точки А3.
Из крупных поковок водород выделяется медленно, и изотермический отжиг не может существенно понизить содержания водорода в стали. В этом случае особенно необходимо принимать все меры для понижения содержания водорода в жидкой стали, улучшать структуру термической обработкой, удалять напряжения превращений и предупреждать образование напряжений при охлаждении.
Шиферный излом.
Занозисто-слоистое строение излома образца называется шиферностью. а такой излом – шиферным (рис. 15).
Рис. 15. Шиферный излом; сталь 18ХНМА: Отрез от прибыльной части: а – 20%, б – 14%, в – 16%. г – 18%.
Шиферный излом наблюдается только на радиальных или поперечных образцах толщиной свыше 100–150 мм. Углеродистые стали менее склонны к шиферному излому, чем стали легированные (хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и др.). С повышением содержания легирующих элементов, в частности хрома, склонность к образованию шиферного излома возрастает. Шиферность резче всего выражается во внутренних зонах слитка. Природа и происхождение шиферного излома еще недостаточно изучены.
Явление шиферного излома обычно связывается с газами, находящимися в стали. Например. Фарфурин объясняет образование шиферного излома листовой хромоникелевой стали возникновением мелких газовых пузырей в нижней части слитка.
Поверхность шиферного излома имеет пористый вид, который объясняется расщеплением продольных волокон металла в момент разрушения, т. е. нарушением сил сцепления по границам деформируемых кристаллов. Это нарушение прочности границ зерен вызывает понижение пластических свойств металла в поперечных пробах и характеризуется величиной сжатия площади поперечного сечения при испытании на разрыв. Ударная вязкость в связи с появлением шиферного излома также падает, однако значительно меньше, чем поперечное сжатие, как это следует из табл. 6, где приведены результаты испытания поперечных проб из поковок хромоникельмолибденовой стали, выплавленной кремневосстановительным процессом. Процесс выплавки и последующая пластическая и термическая обработка были примерно одинаковы для всех плавок.
Шиферный излом специфичен для сталей, содержащих незначительное количество примесей – фосфора и серы. Азот находится в мартеновской стали в незначительных количествах, не выделяется из металла в газообразном состоянии и также не может вызывать шиферности. Связи между шиферностью и содержанием в стали неметаллических включений тоже не обнаружено.
Таким образом, единственной причиной образования шиферного излома может являться водород. Это предположение подтверждается общеизвестным фактом, что флокены и шиферный излом никогда не встречаются одновременно.
Водород из кристаллов стали выделяется в процессе охлаждения слитка или заготовки. Выделяясь по границам дендритов или деформированных кристаллов, водород нарушает в отдельных местах прочность связи кристаллов, облегчая межкристаллическое разрушение при испытании поперечных проб.
Как видно, шиферный излом и флокены имеют общую природу – повышенное содержание водорода в исходной стали. И в том, и в другом случае удаление водорода затруднено большими габаритами изделия или заготовки. Внешнее различие этих специфических пороков стали объясняется различием в кристаллической структуре металла и расположении микропустот, в которых концентрируется водород, выделяющийся из металла.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.