Cтраница 2
Появление холодных трещин можно избежать, если конструкцию подвергнуть низкому или высокому отпуску, особенно для сталей, где образование трещин происходит через несколько часов или суток после сварки. Охлаждение сварных соединений без отпуска вызывает распад аустенита с получением мартенсита, хрупкого и склонного к замедленному разрушению под влиянием остаточных напряжений. Поэтому время между сваркой и термообработкой для различных марок стали может колебаться от 30 мин до нескольких часов. В том случае, когда затруднено проведение немедленного высокого отпуска, то предварительно применяют низкий отпуск при температуре 250 - 300 С или местный отпуск газовым пламенем с последующим высоким отпуском в печи. [16]
Появления холодных трещин можно избежать, если конструкцию подвергнуть низкому или высокому отпуску, особенно для сталей, где образование трещин происходит через несколько часов или суток после сварки. Охлаждение сварных соединений без отпуска вызывает распад аустенита с получением мартенсита, хрупкого и склонного к замедленному разрушению под влиянием остаточных напряжений. Поэтому время между сваркой и термообработкой для сталей различных марок может колебаться от 30 мин др нескольких часов. В том случае, когда затруднено проведение немедленного высокого отпуска, предварительно применяют низкий отпуск при температуре 250 - 300 С или местный отпуск газовым плавлением с последующим высоким отпуском в печи. [17]
Закалочная способность масла при 550 - 650 С в четыре-пять раз меньше, чем холодной воды, однако при 200 - 300 С масло охлаждает изделия в 10 раз медленнее, чем вода, поэтому при закалке изделий в масле значительно уменьшается опасность их коробления и появления трещин. Углеродистые стали, у которых критическая скорость закалки составляет 400 - 600 С / с, для получения мартенсита следует закаливать только в воде при комнатной температуре и в водных растворах солей. [18]
Поверхностная закалка представляет местную закалку, при которой на некоторую глубину закаливается только поверхностный слой, оставляя незакаленной сердцевину изделия. Поверхностная закалка производится путем нагрева поверхностного слоя стали до температуры выше критической точки АСг ( для аустенизации) и последующего охлаждения со скоростью выше критической для получения мартенсита. [19]
Углеродистые инструментальные стали имеют достаточную твердость после закалки и низкого отпуска. Но прокаливаемость этих сталей относительно низкая. Для получения мартенсита их необходимо закаливать в воду. Однако это вызывает значительное коробление. Поэтому для режущего инструмента используют легированные стали, которые позволяют получить высокую твердость после закалки в масле и низкого отпуска в крупных изделиях. [20]
Углеродистые инструментальные стали обладают достаточной твердостью в состоянии после закалки и низкого отпуска. Но прокаливаемость этих сталей относительно низкая. Для получения мартенсита в процессе закалки необходимо в качестве закалочной среды применять воду. Однако это вызывает значительное коробление. Поэтому для режущего инструмента используют легированные стали, которые позволяют получить высокую твердость после закалки в масле и низкого отпуска в крупных изделиях. [21]
Однако использование мартенситных сталей для ядерных энергетических установок ограничено по трем причинам. Во-первых, большие добавки легирующих элементов, необходимых для производства этих сталей, делают их неэкономичными при изготовлении крупных изделий, поэтому они могут быть использованы лишь для таких деталей, как турбинные лопатки, крепежная проволока, болты и очень ограниченные типы труб перегревателя. Во-вторых, добавка - 12 % Сг, необходимого для получения мартенсита в больших сечениях, ограничивает стабильность аустенита. Выделения, которые наблюдаются в крупных слитках, представляют собой участки стабилизированного б-феррита, структура и свойства которого не чувствительны к термообработке и образуют в изделиях ослабленные зоны. В-третьих, мартенситные стали трудно-свариваются, так как с высокой твердостью связана склонность к трещинообразованию. Тем не менее в турбинах мощностью до 300 МВт все узлы изготовлены с применением 12 % - ной хромистой стали. Несмотря на хорошую работу, которую обеспечило применение нержавеющей стали, высокая стоимость таких материалов, делает их применение неэкономичным. [22]
В настоящее время имеются приборы, которые позволяют в процессе закалки непрерывно замерять температуру образца. Если, например, через каждую секунду отмечать на графике температуру, а затем полученные точки соединить, то мы получим линию, которая показывает падение температуры за каждую секунду времени, а это и есть скорость охлаждения ( фиг. Если такая линия не пересекает С-образной кривой, то это значит, что в процессе охлаждения не начинался распад аустенита и что он, следовательно, был переохлажден до получения мартенсита. Это и есть минимальная скорость охлаждения, которая обеспечивает закалку, или, как ее назвали, критическая скорость закалки. [23]
Что касается контроля содержания углерода в заготовке, то следует отметить, что эта величина изменяется в зависимости от типа используемой атмосферы, обладающей науглероживающим либо обезуглероживающим влиянием в течение этапов рафинирования и спекания. Для контроля углеродистых сталей при использовании обычного эндотермического газа указанное изменение углеродного потенциала с температурой требует использования печи с науглероживающей атмосферой сразу за высокотемпературной зоной. Таким образом, конечная кристаллическая структура материала заготовки устанавливается в результате соотношения параметров времени, температуры и атмосферы на этом этапе. На этом этапе структуре придается перлитный характер. Кроме того, если используется высокая скорость охлаждения, всегда существует возможность создания определенного содержания карбидов, необходимого для получения мартенсита, особенно при спекании сталей с активными карбидообразующими добавками. Это, как и в случае использования шихты, включающей медь, молибден, никель и другие элементы ( т.е. не являющиеся полностью гомогенными), в некоторых областях концентрации компонентов может приводить к высокой твердости. [24]