Cтраница 2
Механические свойства и хладноломкость стали определяются прежде всего тремя механизмами упрочнения: 1) измельчением зерна; 2) упрочнением феррита атомами легирующих элементов и примесей, образующими твердые растворы внедрения и замещения; 3) упрочнением выделениями частиц второй фазы различной степени дисперсности. Этот вид упрочнения называется дисперсионным. [16]
![]() |
Результаты испытаний на длительную прочность под внутренним давлением трубчатых образцов из стали 12Х1МФ при температуре 590 С. [17] |
Старение и старение под напряжением привели к некоторому увеличению содержания хрома и молибдена в карбидах, причем количество перешедшего в карбиды молибдена, который в основном обеспечивает упрочнение феррита в стали 12Х1МФ, было практически одинаково в обоих случаях. [18]
Необходимость улучшения свариваемости высокопрочных сталей, а также их пластичности и вязкости привела к созданию малоперлитных сталей группы IV, в которых отсутствует большая часть избыточного углерода, сверх необходимого для упрочнения феррита и образования мелкодисперсных карбидов. Это способствует улучшению свариваемости и существенному уменьшению эквивалента углерода. Так же, как и в сталях группы III, для упрочнения малоперлитных сталей используют дисперсионное упрочнение микролегированием карбоннтридообразующими добавками, измельчения зерна, регулирование выделения вторичных фаз и образование субструктуры путем контролируемой прокатки. Низкая температура окончания прокатки ( 850 - 730 С) в сочетании с достаточно высокими степенями обжатия ( до 65 %) способствует сильному измельчению деформированного ферритного зерна вследствие замедления рекристаллизации аустенита. Высокая плотность дислокаций и дисперсность структуры обусловливают высокую прочность и хорошую вязкость сталей. Повышению вязкости способствуют снижение содержания серы ниже 0 006 % и глобуляризация сульфидов в труднодефор-мнруемые включения путем обработки стали синтетическими шлаками, а также модифицирование стали добавками, активными по отношению к сере церия, кальция и др. Это имеет особое значение для сталей с контролируемой прокаткой, так как вредное влияние сульфидов на уровень вязкости и анизотропию свойств максимально. [19]
![]() |
Зависимость ударной вязкости металла швов, выполненных. [20] |
Особенно четко влияние неметаллических включений проявляется во время испытаний металла швов при пониженных температурах ( рис. 3.41), несмотря на то что стали 16ГНМА и 15Х2НМФА являются сталями с различной системой упрочнения феррита. [21]
![]() |
Цементито-силикокарбидный эвтектоид ( а - Х 50, тепловое травление и два типа перлита ( б - Х600 в чугуне С 4 9 % Si. [22] |
В обычном сером чугуне влияние кремния на свойства обусловлено отмеченным выше воздействием его на процессы структурообразования: погрубениг эвтектического графита и ферритизация матрицы в ходе эвтекто-идного распада вызывают снижение прочности чугуна, несмотря на упрочнение феррита под влиянием легирования его кремнием. В чугунах с малой степенью эвтектич-ности увеличение содержания кремния приводит к некоторому повышению прочности из-за предупреждения образования междендритного графита. Наоборот, в чугунах с высокой степенью эвтектичности быстрое охлаждение стимулирует образование тонкодифференцированной графитной эвтектики и понижает прочность. [23]
Для структуры конструкционных сталей характерна феррито-карбидная смесь, свойства которой зависят от количественного соотношения и состояния двух фаз: феррита a - Fe и карбидов РезС и др. Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей решающим для повышения показателей прочности являются свойства легированного феррита, которые определяются легирующими компонентами. Упрочнение феррита сказывается прежде всего на пределе текучести, поскольку ограничивается пластичность стали. [24]
Обычно легированные конструкционные стали после закалки в масле и отпуске при температуре 300 - 400 С приобретают более высокие механические свойства, чем углеродистые конструкционные стали, благодаря более глубокой прокаливаемости, а следовательно, и более однородным свойствам по сечению детали. Однороднее происходит упрочнение феррита и измельчение зерен стали. Наиболее высокие механические свойства достигаются при легировании конструкционной стали несколькими элементами. [25]
По сравнению с углеродистыми сталями низколегированные строительные стали имеют более высокие механические свойства. Это достигается упрочнением феррита за счет легирования сравнительно небольшими количествами кремния ( до 0 60 %), марганца ( до 1 7 %), хрома ( до 0 5 %), никеля ( до 1 75 %), меди ( до 0 3 %) и некоторыми другими элементами. [26]
Наиболее энергично действуют следующие элементы, расположенные по убывающей степени влияния: Ti - Mo - W - SI - Mn - Cr - Ni. Таким образом, помимо непосредственного упрочнения феррита в незакаленных сталях, роль легирующих элементов сводится к повышению прочности стали благодаря увеличению количества перлита и увеличению степени дисперсности карбидов. [27]
Ограниченно растворяющийся элемент упрочняет сильнее. Легирующие элементы заметно повышают начальный коэффициент упрочнения феррита, характеризуемый углом наклона первого участка диаграммы истинных напряжений к оси ибсцисс. Сопротивление феррита отрыву за-нисит главным образом от величины его зерна, а растворенные элементы могут влиять на эту константу только косвенно, в основном через величину зерна. [28]
Кремний в количестве до 2 75 % улучшает обрабатываемость благодаря графитирующему действию. При содержании кремния свыше 3 % чугун обрабатывается труднее вследствие упрочнения феррита. [29]
Легирование позволяет повысить уровень механических свойств. Основными преимуществами легированных конструкционных сталей перед углеродистыми являются более высокая прочность за счет упрочнения феррита и большей прокаливаемо-сти, меньший рост аустенитного зерна при нагреве и повышенная ударная вязкость, более высокая прокалнваемость и возможность применения сравнительно более мягких охладителей после закалки, устойчивость против отпуска за счет торможения диффузионных процессов. Проведение отпуска при более высокой температуре дополнительно снижает закалочные напряжения. Легированные стали обладают более высоким уровнем механических свойств после термической обработки. Поэтому детали из легированных сталей, как правило, должны подвергаться термической обработке. [30]