Большинство легированных конструкционных сталей после закалки и низкого отпуска могут иметь σв ≥1700 МПа при достаточно высоких значениях пластичности δ = 10-12%. Однако конструктивная прочность таких сталей обычно понижена из-за повышенной чувствительности к надрезам вследствие низкого сопротивления хрупкому разрушению. При выборе рационального легирования и режимов отпуска низкоотпущенной стали необходимо учитывать развитие в интервале 200—300 °С явления необратимой отпускной хрупкости (отпускная хрупкость I рода), сопровождающегося значительным падением ударной вязкости. В связи с этим отпуск высокопрочной стали проводят при температурах ниже провала ударной вязкости (если при этом общая пластичность стали не слишком низка), или чаще при температурах выше провала ударной вязкости, т. е. выше 300 °С.
Принципы легирования:
Выбор комбинации легирующих элементов определяется следующими условиями: - повышение устойчивости мартенсита к отпуску (необходимо получить высокие прочностные свойства при возможно более высоких температурах отпуска);
- обеспечение необходимой прокаливаемости;
- не слишком сильное снижение температуры Мн, т.к. при понижении точки Мн растут закалочные напряжения и увеличивается количество остаточного аустенита.
Из этих требований следует, что отношение замедления отпуска к понижению температуры Мн, приходящегося на 1% легирующего элемента, должно быть максимальным!
Углерод является элементом, наиболее сильно упрочняющим мартенсит. НО он также повышает склонность стали к хрупкому разрушению, поэтому содержание углерода в этих сталях не должно превышать 0,3 ÷ 0,4 %. Также углерод (при большем его содержании) уменьшает устойчивость мартенсита к отпуску.
Кремний заметно замедляет отпуск при температуре t > 200 °С; сдвигает интервал развития отпускной хрупкости в область более высоких температур (350 ÷ 450 °С). Подобно действует Al, P, Mo, W, V, но молибден более предпочтителен, т.к. он дешевле и для растворения его карбида нужна менее высокая температура, чем для растворения VC (а нерастворившиеся карбиды охрупчивают сталь).
Никель не так эффективен, но его добавляют, т.к. он повышает вязкость стали.
В последнее время разработаны высокопрочные стали, в которых высокий комплекс свойств достигается благодаря получению дисперсных нитридных фаз. Эти стали легируют азотом (0,02 ÷ 0,04 %} и нитридообразующими элементами (Al, Ti, V, Nb, Zr). Нитриды ванадия VN и алюминия — А1N обеспечивают получение при нагреве под закалку мелкозернистой стали, а растворенный в аустените азот значительно увеличивает прокаливаемость стали. Такие стали как 35Х2АФ, 40Х2АФБ обеспечивают после закалки и низкого отпуска высокий комплекс свойств в сечениях до 50 мм.
Термическая обработка:
· нагрев под закалку: tзак ~ 900 °С (если в них не повышено содержание карбидообразующих элементов).
· отпуск tотп = 230 ÷ 250 °С.
При закалке образуется смесь мартенсита различной модификации
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.