Справочник по конструкционным материалам (Арзамасов Б.Н., Соловьева Т.В. - Справочник по конструкционным материалам), страница 5

Преимущество безуглеродистых сталей по сравнению с низко- углеродистыми — меньшая чувствительность к охрупчиванию нри невысоких скоростях охлаждения. Старение стали ОЗХ)2Н)ОД2ТБ при оптимальном режиме 450 С, б ч обеспечивает следующие свойства: а, = 1800 МПа, стела = 1700 МПа, овле2 = 1260 МПа, б = 10 %, 460 НЧ.

Проведение ступенчатого старения 450 С + 400 С позволяет повыать предел упрупюти ае ип до 1 300 МПа и особенно релаксационную стойкость стали. Также весьма зффективным является применение перед старением холодной пластической деформации (прн а = 80 % гг, = 2500 МПа). Х! 1Н4К7ГЗМ5Т Х)2НЗК5М2Т Х12Н7К7М4 Х! 2Н5К)4М5Т Х! 2Н2К)6М4 Х!ЗК13М5 Х)ЗК!6М5 5 Сг, 12 И); 3 Мо; 0,4 Т! 1 ! Сг; 10%; 2 Мо; О,б Т! 11 Сг, 10 И); 2 Мо; 0,9 Т! 1! Сг, Ю%; 2 Мо; 1,2Т! 12 Сг, 3 И); 0,9 Ве 12 Сг; 9%; 2 Си; 1 Т); 0,4 ИЬ 12,5Сг,8,5И);2,2Сп; 0,7Мо;О,ЗТ) 1)Сг,4И);7Со;ЗМп;5Мо;О,ЗТ! !2,5Сг,8%;5,2Со;2Мо; 0,9'П !2Сг,7%;7Со;4Мо 12Сг,5И); 14Со;5Мо;О,ЗТ! 12Сг, 2Иц 16Со; 4 Мо 13 Сг, 13 Со; 5,5 Мо 13 Сг, )6,4 Со; 5Мо 2000 1700 ) 700 ! ЗОО 1600 1700 ! 600 1590 1700 1900 ! 600 1450 1700 1500 1650 1550 1340 1550 Особенностью стали является высокий предел упругости сто еп при нагреве, равный ! 100, 930 и 830 МПа при 200, 300 и 400 С соответственно, Упругие элементы из этой стали могут длительно работать при 300-350 С, кратковременно — при 400 'С, Сталь 03Х12Н10Д2ТБ обладает высокой коррозионной стойкостью не только в условиях обычных статических испытаний на коррозию, но и прн непосредственном нагружении в таких коррозионно-активных средах, как 60 %-нал НИОз н 3 %-иая НаС1.

В процессе этих испытаний не были отмечены изменения предела упругости, упругого последействия, упругого гистерезиса. Благодаря ценному сочетанию технологичности и высоких механических свойств, в первую очередь высокого сопротивления развитию малых пластических деформаций, сталь рекомендуется главным образом для изготовле- ннл пружин и других упругих элементов ответственного назначения. Сталь 03Х!!Н!ОМ27 применлют для изготовления элементов обшивки, нагруженных внутренним давлением емкостей, пружин. Температуры ее эксплуатации — от криогенных до 500 'С; рекомендуемый режим термической обработки — закалка 900 'С, воздух + старение прн 500-525 С, 2 ч. Некоторые физические и механические свойства этой стали приведены в табл.

1.22-1.24 . Табсица 1.22. Физические свейства стали 0ЗХ11Н10МЗТ Прнмечвнне. Приведенные значения а определены в интервале температур 20-100, ! 00-200, 200-300, 300-400 и 400-500 'С соответственно. Таблица 1.23. Показатели пречнестн н пластичности листов телшннай 2-3 мм нз стали 6ЗХ11Н10МЗТ Данные С.И. Кишкиной. 28 Та6аща!.24. Влиииие ачрииательиых температур иа механические евейетва стали ОЭХ11Н10М2Т Определенные преимущества имеет аустенитизация стали ОЗХ11Н1ОМ2Т при пониженной температуре (300-350 'С), особенно при минимальном содержании в ней углерода. В этом случае при равной прочности (при других температурах закалки) сталь имеет существенно более высокую вязкость и одновременно наиболее высокую стойкосп против коррозионного растрескивания под напряжением.

В качестве эффективной меры по предотвращению теплового охрупчивання рекомендуетсл там, где это возможно, вообще отказаться от проведения закалки. При условии завершения горячей пластической деформации изделий при температурах не выше 800-350 'С и ускоренного охлаждения обеспечивается наследование эффекта высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО), нет опасности выделения в аустените охрупчивающих фаз и потому оказывается возможным одновременно повысить как прочностные характеристики, так и показатели пластичности и вязкости стали.

Пути совершенствовании свойств мартеиситне-стареющих сталей. Практика широкого промышленного применения этих сталей показала, что наряду с преимуществами по реализуемым механическим и фнзико-химическим свойствам, по критериям-. технологичности в отдельных сталях наблюдается ряд явлений, таких как тепловое охрупчиванне, задержанное разрушение, ликвационная неоднородность, трудности ис' правления перегретой структуры, которые затрудняют и ограничивают их использова, ние.

Поэтому при разработке новых эффективных способов улучшении свойств мартен, ситно-стареющих сталей главное внимание следует уделять изысканию возможностей :, устранения или предотвращения перечисленных явлений. Работы ведут по двум основ. ным направлениям: по пути совершенствования составов сталей и методов их выплавки, ' а также по пути изыскания оптимальных условий их термической и термомеханической ,' обработки. Первое направление включает разработку новых перспективных систем легировання ~ мартенситно-стареющих сталей 15, 15, 23, 241, однако особое внимание уделяется полу- ~ чению точного химического состава сталей по углероду и легирующим элементам, спо- ~ сабам выплавки с целью достижения максимальной однородности слитков и мини~ малъного содержания неметаплических включений 151. Увеличение на 1 % содержания ~ молибдена и кобальта в стали типа Н13К9М5Т повышает уровень прочности иа 140 и 60 ~ МПа соответственно.

Аналогичный эффект (увеличение на 60-70 МПа) наблюдается ~ при повышении концентрации титана и алюминия всего на 0,1 % 151. На пластичность и вязкосп влияют даже незначительные колебания ащержания примесных атомов (табл. ! 25), ' поэтому для выплавки мартенситно-стареющих сталей рекомендуется применять ваку- умно-дуговой переплав н использовать шихту повышенной чистоты 151.

Та6лща 1.25. Механические евейства стали типа Н16КУМ5Т, выилавлеиивй из щихты ебычией (плавка 1) и иевышеиией (плавка 2) чиетвты, иееле закалки и старения Щ Работа разрушения при ударном изгибе. В зарубежной периодике имеются данные о применении методов порошковой металлургии для изгоговленил изделий из мартенситно-стареющих сталей разного состава. Порошковые материалы, в том числе и подвергавшиеся горячей зкструзии, уступают литым кованым и литым экструдированным как по уровню упрочнения, так н по показа- [5) В лучшем случае нх пластичность составляла 90 е~ пластн но сти литого кованого материала.

Второе направление, связанное с оптимизацией условий термической и термомеханической обработки, учитывает и использует особенности развития фазовых и структурных превращений в сталях зтого класса. Разработаны рекомендации по совершенствованию проведения основных операций упрочняющей термической обработки— закалки и старения, использованию различных вариантов пластической деформации в общем цикле обработки.- .

Комбинироеакная закаика. Эффективным средством воздействия на структурное состояние и свойства мартенситно-стареющих сталей является применение различных комбинированных вариантов закалки. Многократная закалка обеспечивает измельчение зерна и исправляет структуру перегретой стали [26). В сочетании с предварительной высокотемпературной закалкой такая обработка рекомендована для предотвращения теплового охрупчивання сталей при нх замедленном охлаждении (для крупных поковок и полуфабрикатов крупного сечения) [25). В коррознонно-стойких мартенситно-стареющих сталях для измельчения зерна и рафинирования структуры чаще применяют сочетание двух последовательных закалок при различных температурах. Двойная закалка (750 С, 4 ч + 850 С, 2 ч) обеспечивает нзмельчение зерна в сталях типа ОЗХ1! Н10М2Т отОдоЗ.

Важным результатом применения термоцнклической обработки и других видов комбинированной закалки является сохранение в закаленных сталях некоторого количества остаточного аустеннта [17), благодаря чему удается повысить пластичность и вязкость сталей, особенно при криогенных температурах [27), увеличить сопротивление ударно-циклическому нагружению [17).

Териомеханическая обработка Практически всегда в процессе изготовления либо самих изделий, либо полуфабрикатов мартенснтно-стареющие стали подвергают горячей пластической деформации. Для того чтобы обеспечить формирование мелкозернистой структуры, сохранить развитую полигоннзованно-рекристаплизованную субструктуру рекомендуют понижать температуру окончания пластической деформации, соблюдать наиболее оптимальные условия деформирования (степень, скоросп, число проходов), ЗО использовать ускоренное охлаждение.

Наследомние эффекта ВТМО позволяет обеспечить достаточную пластичность сталей, характеризующихся особо высокой прочностью, ослабляет зернограничную хрупкость коррозионно-стойких сталей и проявление теплового охрупчивания. Высокая пластичность закаленных мартенситно-стареющих сталей позволяет применять холодную пластическую деформацию, в том числе и со значительными степенями обжатня, нри производстве широкой номенклатуры полуфабрикатов (листов, ленты, проволоки, труб и т. д.). Использование эффекта низкотемпературной термомеханической обработки (НТМО) в цикле унрочняющей обработки сталей этого класса обеспечивает существенное повышение прочностных свойств, в том числе временного сопротив- ления образцов с поверхностной трещиной усталости о,, увеличивает напряжение о„в„ тр при котором еще не происходит коррозионное растрескивание в 3 '/в-ном растворе МаС1 (табл.