Cтраница 1
Развитие обратимой отпускной хрупкости обусловлено рядом сложных физико-химических процессов. В настоящее время достоверно установлено, что межзеренное разрушение стали в состоянии отпускной хрупкости связано с формированием очень больших концентрационных неоднородностей в тончайших ( несколько межатомных расстояний) слоях у границ зерен. К сожалению, в современном металловедении до сих пор не существует последовательной теории зернограничнои сегрегации в многокомпонентных системах. Не разработана также и теория интеркристалл итного хрупкого разрушения при воздействии многокомпонентной зернограничнои сегрегации. Поэтому причины и механизмы совместного взаимосвязанного влияния примесей, легирующих элементов и углерода на развитие обратимой отпускной хрупкости все еще не выяснены до конца, и их подробное обсуждение остается весьма актуальным. [1]
Молибден задерживает развитие обратимой отпускной хрупкости, но полностью ее не устраняет. Он значительно повышает температурный интервал развития хрупкости, и при длительном высоком отпуске наблюдается некоторое развитие отпускной хрупкости у сталей с молибденом, особенно при его высоком содержании. [2]
Поскольку на развитие обратимой отпускной хрупкости существенно влияют химический состав стали, в частности, содержание как примесных, так и легирующих элементов, и ее термическая обработка, меры борьбы с охрупчиванием включают воздействие на эти факторы и состоят соответственно этому из трех основных групп: контроля и ограничения содержания примесных элементов; специального легирования и ограничения концентраций легирующих элементов; ослабления отпускной хрупкости методами термической обработки. [3]
Кинетика процесса развития обратимой отпускной хрупкости, как видно на приведенных на рис. 3 диаграммах охрупчивания и по данным работ [4, 5, 14, 16], монотонна ( по крайней мере, для предварительно стабилизированных высоким отпуском сталей): при увеличении длительности выдержки степень развития хрупкости возрастает и при некоторых значениях т зависящих от температуры, достигает насыщения. С повышением температуры 7 ( в пределах интервала развития отпускной хрупкости) скорость охрупчивания возрастает, причем она продолжает возрастать и при Т 7 - однако максимально достигаемая степень развития хрупкости при этом снижается. [4]
Наблюдаемое при развитии обратимой отпускной хрупкости столь сильное обогащение примесями нескольких атомных слоев у границ зерен возможно только благодаря межкристаллитной внутренней адсорбции, т.е. обратимой равновесной сегрегации, движущей силой которой является снижение энергии границ зерен. [5]
Значительное влияние легирующих элементов на развитие обратимой отпускной хрупкости стали и сплавов железа объясняется их воздействием на протекание основных процессов, определяющих степень охруп-чивания. Так, во-первых, легирующие элементы могут влиять на зерно-граничную сегрегацию охрупчивающих примесей; во-вторых, они способны сами сегрегировать по границам зерен, изменяя при этом меж-зеренное сцепление, и, в-третьих, важным фактором является влияние легирующих элементов на микроструктуру сплава, от которой также зависят закономерности развития отпускной хрупкости. [6]
Завершая краткое обсуждение температурных условий развития обратимой отпускной хрупкости, следует отметить, что охрупчивание, определяемое в результате медленного охлаждения стали от температуры высокого отпуска, является интегральной характеристикой охрупчиваю-щего влияния всего интервала температур, в котором происходит охлаждение. Поэтому имеющиеся сведения о развитии отпускной хрупкости в условиях непрерывного охлаждения, как правило, не дают информации о Том, в каких температурных интервалах в наибольшей степени развивается хрупкость, какова кинетика охрупчивания в процессе охлаждения. Сопоставление эффектов различных циклов охрупчивающей термической обработки, в том числе изотермических выдержек и непрерывного медленного охлаждения в интервале 600 - 400 С, показало [1], что ох-рупчивающий эффект медленного охлаждения примерно равен сумме соответствующих изотермических эффектов. Следовательно, сведения о температурных и кинетических условиях, способствующих наибольшему проявлению или предупреждению охрупчивания при непрерывном охлаждении, могут быть также получены путем изучения закономерностей изотермического развития хрупкости в опасном интервале температур. [7]
Как правило, по мере развития обратимой отпускной хрупкости хрупкое разрушение стали становится все в большей мере межзерен-ным при снижении доли транскристаллитного скола. [8]
По-видимому, единственным химическим условием развития обратимой отпускной хрупкости сплавов на основе а-железа является наличие в них достаточного количества опасной примеси. Присутствие углерода и легирующих элементов не является необходимым. Вместе с тем они существенным образом влияют на условия и степень проявления охрупчивающего действия примесей. Таким образом, роль этих элементов в развитии обратимой отпускной хрупкости весьма велика. [9]
Эти последствия зернограничной сегрегации примесей при развитии обратимой отпускной хрупкости во многих случаях оказываются значительно более опасными с практической точки зрения, чем собственно повышение критической температуры хрупкости. Таким образом, влияние отпускной хрупкости на свойства сталей не сводится - как полагали до недавнего времени - к повышению порога хладноломкости, а связано с более широкой проблемой качества и надежности ответственных элементов конструкций при различных внешних воздействиях и в разных средах. [10]
Несмотря на существенный прогресс в понимании механизмов развития обратимой отпускной хрупкости, достигнутый в прследние годы, существует еще много вопросов, без ответов на которые трудно надежно прогнозировать и контролировать степень охрупчивания конструкционных сталей. [11]
Принципиально аналогичным образом влияют указанные примеси и на развитие обратимой отпускной хрупкости более сложных по составу сложнолегированных конструкционных сплавов. Охрупчивающее влияние примесей в конструкционных сталях проявляется при развитии обратимой отпускной хрупкости как в процессе замедленного охлаждения от температуры высокого отпуска, так и при изотермических выдержках в опасном интервале температур. [12]
Наконец, к свойствам, обязанным своими изменениями развитию обратимой отпускной хрупкости, относятся уже упомянутые увеличение доли межзеренного разрушения в хрупкой составляющей излома и усиление травимости границ зерен специальными травителями. [13]
В пользу равновесной природы зернограничной сегрегации примесей при развитии обратимой отпускной хрупкости сталей и сплавов железа свидетельствуют также данные, полученные в исследованиях температурных и кинетических закономерностей обогащения границ [31, 56]: снижение равновесных, т.е. предельных ( соответствующих насыщению обогащения при увеличении выдержки) концентраций примесей на границах зерен при повышении температуры; монотонность кинетики сегрегации во всем температурном интервале развития отпускной хрупкости. [14]
Если исходным является состояние закалки, отпуск в зоне развития обратимой отпускной хрупкости ( 400 - 600 С) сопровождается отчетливыми изменениями всех основных механических и физических свойств стали. Однако эти изменения не связаны с собственно процессом ох-рупчивания. Это становится очевидным, если наблюдать за именением тех же свойств в результате выдержки в том же интервале температур, но после стабилизирующего неравновесную структуру стали высокого отпуска. По-видимому, только после такого стабилизирующего высокого отпуска или отжига, когда в результате последующей изотермической выдержки или медленного охлаждения в температурном интервале обратимой отпускной хрупкости не получают значительного развития процессы, характерные для отпуска закаленной стали, изменение склонности стали к хрупкому разрушению можно целиком считать эффектом развития обратимой отпускной хрупкости без участия неравновесных кинетических процессов. [15]