Cтраница 4
Из анализа кривых закаленной и отпущенной стали 2Х18Н9 в 20 % - ной H2S04 при 25 С ( рис. 83) следует, что по достижении потенциала пассивирования ( - 0 075 е) поведение закаленной и отпущенной стали различается. В случае закаленной стали для поддержания потенциалов в области 0 1 - f - 0 3 в требуется катодный ток ( наблюдается так называемая петля катодного тока), в случае отпущенной стали - анодный ток. Различия в анодном поведении этих сталей обнаруживаются и при обратном ходе поляризационных кривых. Закаленная сталь сохраняет пассивное состояние вплоть до стационарного потенциала. Отпущенная сталь сначала незначительно начинает активироваться с 0 4 в, затем, при достижении потенциала 0 13 в, анодный ток быстро растет. [46]
Эти стали по структуре относятся к ледебуритному классу и содержат избыточные сложные карбиды ( Сг, Fe) 7C3, а при концентрации углерода более 2 %, кроме того, и карбиды цементитного типа ( Fe, Cr3) C. Количество избыточных карбидов в закаленной и отпущенной стали ( 1 2 о С и 12 % Сг) составляет 10 - 14 %, что значительно больше количества избыточных карбидов в заэвтектоид-ной стали, а при расчете в объемных процентах превосходит количество карбидов в быстрорежущей стали. [47]
Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска ( до 200 - 250 С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали не зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в а-растворе. Поэтому высокоуглеродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее ( более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200 - 250 С. [48]
Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска ( до 200 - 250 С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали не зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в а-растворе. Поэтому высокоуглеродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее ( более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200 - 250 С. Прочность и вязкость стали при низких температурах отпуска несколько возрастают вследствие уменьшения макро - и микронапряжений и изменения структурного состояния. [49]
Именно неотпущенные мартенситные и бейнитные стали оказываются наиболее уязвимыми в этом отношении. Термическая обработка ( нормализация или отпуск) повышает их устойчивость к водородному растрескиванию, так как позволяет ликвидировать мартенситные островки и отпустить сегрегированные зоны. Однако наилучшие результаты дает все же применение закаленных и отпущенных сталей, обладающих тонкой и однородной структурой. [50]
В типичной конструкции продольные швы расположены таким образом, что круговых швов можно избежать. В Великобритании большинство барабанов-сепараторов изготовлено из нормализованной и отпущенной стали Ducol W30 с продольными швами, полученными электрошлаковой сваркой, а швы по периметру - дуговой сваркой под слоем флюса или ручной дуговой сваркой плавящимся электродом, причем основной шов делается по наружному диаметру, а корневой - по внутреннему. Но если разрушение маловероятно и им можно пренебречь, как например для барабана-сепаратора реактора SGHWR, то предпочтительней использовать закаленную и отпущенную сталь ASTM 5336, имеющую низкую температуру хрупкого перехода, и закаленные кольцевые секции после наложения продольного шва. В этом случае ручная дуговая сварка плавящимся электродом может быть использована повсеместно, а внутренняя арматура устанавливается на таком удалении от патрубков, чтобы не препятствовать контролю швов. Процесс сварки патрубка был описан в гл. Для вваривания многочисленных патрубков можно использовать швы со сквозным проплавлением металла, однако в большинстве барабанов-сепараторов основного металла листа слишком мало, в этом случае применяют кольцевые прокладки, которые позднее удаляют механическим способом. Опыт эксплуатации экспериментальных барабанов-сепараторов из стали Ducol W30 в Великобритании положительный, катастрофических разрушений не было. Дефекты, связанные с недостаточно полным проплавлением при сварке патрубка, были причиной многочисленных замен, однако нет оснований считать, что это может привести к разрушению в процессе эксплуатации. [51]
Последнее достигается термической обработкой. Так, нормализованное состояние по размеру частиц упрочняющей фазы ( цементита) может быть уподоблено состоянию, изображенному на схеме рис. 221 а, а после закалки с последующим отпуском в зависимости от его температуры - состояниям, изображенным на рис. 221 6 или 221 б; измельчение карбидной составляющей, происходящее при этом, и объясняет более высокую прочность закаленной и отпущенной стали по сравнению с нормализованной. [52]
Пластическая деформация, в том числе и при резании металлов, обусловливает изменение микроструктуры. Более глубокие изменения возможны при обработке металлов, воспринимающих закалку. В результате высокого поверхностного нагрева, а также быстрого охлаждения возможны фазовые превращения и структурные изменения. Так, в процессе шлифования закаленной и отпущенной стали образуется приповерхностный слой аустенитно-мартенситной структуры из вторично закаленного металла. Этот слой лежит на слое, имеющем структуры всех стадий отпуска вплоть до структуры исходного термически обработанного металла. Слой измененной структуры при нормальных условиях шлифования имеет почти равномерную толщину. Такие же превращения наблюдаются при точении. Так как каждой структурной составляющей свойствен присущий ей удельный объем, то фазовые и структурные превращения наряду с пластической деформацией являются источником остаточных напряжений. [53]
Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска ( до 200 - 250 С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали не зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в з-растворе. В связи с этихт высокоут-леродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее ( более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200 - 250 С. Прочность и вязкость стали при низких техт-пературах отпуска несколько возрастают вследствие уменьшения макро-и микронапряжений и изменения структурного состояния. [54]
В процессе шлифования и скоростного точения в поверхностном слое развиваются температуры до 800 - 850 С. Такое повышение температуры доэвтектоидных и заэвтектоидных углеродистых сталей с содержанием углерода 0 4 - 1 1 % достаточно для структурно-фазового превращения перлита в аустенит. А последующее резкое охлаждение может приводить к превращению аустенита в мартенсит ( вторичная закалка) в тончайших поверхностных слоях с переходом к структуре перлита по мере удаления от поверхности. Вследствие недостаточной скорости охлаждения при шлифовании закаленной и отпущенной стали образуется приповерхностный слой аустенитно-мартенситной структуры из вторично закаленного сплава. Под ним располагаются слои, имеющие структуры всех видов отпуска ( мартенсит отпуска, сорбит, троос-тит), вплоть до структуры исходного термически обработанного сплава. Подобные превращения наблюдаются и при точении. Каждой структурной составляющей ( фазе) свойствен определенный удельный объем. Так, например, мартенсит-структура, обладающая наибольшим удельным объемом, а аустенит - структура с минимальным удельным объемом. Поэтому при превращении мартенсита наблюдается сжатие, что наряду с пластической деформацией является источником остаточных внутренних напряжений. [55]
В процессе шлифования и скоростного точения в поверхностном слое развиваются температуры до 800 - 850 С. Такое повышение температуры доэвтектоидных и заэвтектоидных углеродистых сталей с содержанием углерода 0 4 - 1 1 % достаточно для структурно-фазового превращения перлита в аустенит. А последующее резкое охлаждение может приводить к превращению аустенита в мартенсит ( вторичная закалка) в тончайших поверхностных слоях с переходом к структуре перлита по мере удаления от поверхности. Вследствие недостаточной скорости охлаждения при шлифовании закаленной и отпущенной стали образуется приповерхностный слой аустенитно-мартенситной структуры из вторично закаленного сплава. Под ним располагаются слои, имеющие структуры всех видов отпуска ( мартенсит отпуска, сорбит, троос-тит), вплоть до структуры исходного термически обработанного сплава. Подобные превращения наблюдаются и при точении. Каждой структурной составляющей ( фазе) свойствен определенный удельный объем. Так, например, мартенсит - структура, обладающая наибольшим удельным объемом, а аустенит - структура с минимальным удельным объемом. Поэтому при превращении мартенсита наблюдается сжатие, что наряду с пластической деформацией является источником остаточных внутренних напряжений. [56]
Метод основан на притягивании частиц ферромагнитного порошка ( в виде коллоида) к полям рассеяния, создаваемым доменами ферромагнитной фазы сплава. Таким образом, оказывается возможным разделять участки ферромагнитной и пара - или диамагнитной фаз. Это особенно важно в тех случаях, когда химические свойства указанных фаз из-за близкого ( или равного) химического состава практически одинаковы и обычные методы травления неэффективны. Важная область использования магнитного метода - исследование структуры аустенитных сплавов, где возможно выделение ферритной фазы, а также изучение структуры закаленной и отпущенной стали, когда наряду с а-твердым раствором может быть и аусте-нит. При небольших количествах ферромагнитной фазы этот метод более чувствителен, чем измерение намагниченности насыщения. [57]