справочник (550668), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ревщмы термеебребеткв в мехавнческве свойства (ве менее) легвреванвых маавкестревтельных сталей т у ур,'с КСУ, Ф', ыдк/и мм е, е, 3ВХ2МЮА 1.2З. Высекеиречиые мартеиситие-стареющие стали Стали этого класса обладают уникальным комплексом механических свойств: высокой прочностью прн достаточной пластичности н вязкости, высоким сопротнвленнем малым пластнческнм деформашпм, хрупкому н усталостному разрушению, что в сочетании с хладостойкостью, теплосгойкостью, коррознонной стойкостью н размерной стабнльностью определяет такую эксплуатацнонную надежность нзделнй нз мартенснтно-стареющих сталей, которал нс достнгастсл прн нспользованнн сталей других классов [171. Мартенснтно.стареющие стали — зто безуглероднстые комплексно легнрованные сплавы на железной основе, у которых определенное сочетание легнруюшнх элементов обеспечивает формнрованне в процессе соответствующей термической обработки пластичной матрнчной фазы — мартенснта замещеннл, армированной днсперснымн высокопрочнымн равномерно распределенными частнцамн ннгермстаалндных фаз.
Основу мартенснтно-стареющих сталей составллст безуглероднстый железоннкелсвый мартенснт (8-20 М Н!). Высохла конце!працнл никеля обеспечивает устойчнвость переохлюкденного аустеннтв сталей этого класса, способствует формнрованню в ннх прн закалке мартенснтной структуры, в том числе н прн условнн замедленного охлажденнл. Ннкель повышает растворимость многих элементов замещения в аустешпе н уменьшает нх распюрнмость в мартенснте, благодаря чему закалкой можно зафнкснровать сильно пересыщснный а-твердый раствор (мвртенснт звмешенна), способный к интенсивному днсперснонному тверденню прн стареннн.
16 20Х 40Х 18ХГГ 25ХГМ ЗВХС ЗОХМА 20ХН 20ХНЗА 3ОХГСА 40ХН2МА 1332Н4МА 880 (еодк масло)+ 770... 820 (воль еаспо) МО (масле) 830 ... 950 (воздух)+ 870 (масло) МО (мвяо) 900 (масло) 880 (масло) МО (вода, ммяе)+ 760 ... 8 10 (ващ масло) 820 (масло) 880 (масло) 850 (масло) 950 (есэдух)+ 360 (воздух) 950 (масло)+ 360 (масло) 940 (есла, масло) 180 500 200 200 630 540 180 500 540 620 200 550 640 635 785 380 1 080 735 735 590 735 830 930 830 780 830 780 980 980 1! 80 930 930 780 930 1 080 1 080 11 30 1030 980 1! 1О 9 !О 12 12 !4 12 !О 12 !2 !2 14 40 45 50 45 50 50 50 55 45 50 50 50 50 0,59 0,59 0,78 0,78 0,69 0,88 0,78 0,108 0,49 0,78 0,98 0,118 0,88 15 25 !5 25 15 !5 15 15 25 25 15 15 30 80 0 5 1О 15 Со, % (мас.) ь 54 (ыас.) Рнс. 12. Влияние содержания никеля не аовышенне твердости прн старения ыартснсата сталей на основе Ре с различным дополнительным яегироваянеы (17): /-5% Ме; 2-4% НЬ: 3 — 15% Тй 4 - 6 % Тж 3 - 1,5 % А1; б — 3 % 81; 7-7% Ч:  — 10%%; Р -5% Мо Рнс.
1З. Вяиянке содержания кобальта на повышение тасрлсстн нрн старении желеюннкелевого ыертенсита (!4-18 % Н1), содержащего различны» элемснгы замещения (15): 1- Н18Ф7; 2- Н18810; 3- Н16М5: 4- Н 16СЗ; 3- Н1484; б - Н18твб; 7 — Н16Г5;  — Н16; Р- Н16Т: Ю- Н16Ю 17 ДиспеРснонное твеРденне железоникеле- гг, МПа вого мартенснта вызывают титан, бериллий, с,з 1 алюминий, марганец, ванадий, молибден, вольфрам, ниобий, тантал, кремний и другие 3 элементы, характеризуюшиеся ограниченной 2 растворимостью в а-Ре (рнс. 1.1), причем 5 наибольшее упрочнение при старении (в условиях равной атомной концентрации) обеспе- 1000 7 чивают те из них (титан, алюминий, бериллий), 800 равновесная концентрация которых в мартен- 0 1 2 3 4 ЛЭ, % (ат.) сите минимальна.
а в некоюрых сшлях н койальт Рис. 1.1. Влнаине концентрации легис б ен„,,б мио» доли вы- ру элем е (ЛЭ) на ущ чненне желсзоникелевого ыартенсита (!8 % 88) леляюпгихся при старении утгрочняющих фаз и П7). тем самым повышают эффективность процесса дисперсионного твердения (рис. 1.2 н 1.3). Положительное влияние кобальта в мартенснтно-сгареюшнх сталях обусловлено также фармированием в мартенситной матричной фазе при старении упорядоченных областей, явлжошихся дополнительным фактором упрочнення. Хром способствует повышению коррозионной стойкости этих сталей и одновременно вызывает дополнительное упрочвение при старении (рнс. 1.4). Подробно основные системы легнровання мартенситно-стареющих сталей, особенности их фазового состава и структурного состояния, а также представления о природе высокой прочности сталей этого класса рассмотрены в монографиях 13, 18).
Эти стали 180 100 0 5 10 Сг, %(мас.) ДНУ содержат, как правило, значительное количество 'различных легнрующнх элементов. При их вы- 220 боре основываются на требованиах строгого 1 баланса компонентов, поскольку при этом необходимо обеспечить не только эффективное дисперсионное твердение мартенсита прн старении, О но и предотвратить появление в структуре стали большого количества остаточного аустеннта, снижающего прочность, нли Ь-феррита, уменьшающего пластичность сталей.
Мартенсвтно-стареющие стали характери- зуются высокой технологичностью [8, 17). Их Рне. 1,4 йяюпше содержашм хрома УпРочнвющвл теРмнческав обРвботка, закшова всшшинве тверлосгв при справив чаюпшлся в закалке и старении, сравнительно сталей [17): проста. Стали имеют глубокую прокалнваемость, звкаливаются на мартенсит практически прн любой скорости охлаждения. Изменения размеров прн термической обработке этих сталей минимальны, поэтому практически исключены поводка н коробленне изделий самой сложной формы. Стали этого класса, как правило, не содеряшт углерода, поэтому нет опасности их обезуглерожнвання прн термической обработке в обычной среде.
Указанные преимущества мвртенситностареющих сталей позволяют подвергать термической обработке готовые детали и изделия. В закаленном состоянии стали характеризуются высокой пластичностью и вязкостью, малым коэффициентом деформационного упрочнения; поэтому при изготовлении проволоки, ленты, труб н других полуфабрикатов зти стали можно деформировать с высокими степенями обжатня (до 80 54), не прибегая к промежуточным рвзупрочняющим обработкам. Стали хорошо сварнваются, а также штампуются в горячем н холодном состоянии; обработка резанием закаленных сталей не вызывает Закаленные мартенснтно-сгареющие стали имеют структуру мартенснта замещелня.
Легирующие элементы, вызывающие старение, незначительно влияют на свойства несостаренного мвртенситв, поэтому прочность, пластичность и ударная вязкость закаленных сталей разных составов весьма близки и нахощпся, как правило, в следующих пределах [17]: и, =900...1200 МПв; пез 800...1100 МПа; Ь = 15...20%; р 50...80%; КСУ= 1,5...3 МДж/м . Старение мартенснтио-стареющих сталей приводит к повышению нх прочности, но одновременно снюкает вязкость и пластичность. Наиболее высокое упрочнение достигается для всех сталей при старении в интервале температур 480-520 С (рис. 1.5); прн этом в зависимости от состава сталей временное сопротивление может повышаться на ЗОΠ— 1800 МПа [17).
При более высокой температуре сгарення развнвшотся 18 процессы, ведущие к разупрочнению: коагуляция НУ частиц упрочняющих фаз н образование устой- 1 чнвого аустеннта вследствие обратного а- 7-превращения. Л 420 г~ Учитывая диапазон упрочнения, реалнзуемо- !2 го в мартенснтно-стареющих сталях (о, = 1500... 380 ...3500 МПа), диапазон размеров изделий (от проволоки до многотонных поковок), комплекс 340 ценных физико-химических свойств н высокую / 3 технологичность — область применения этих ста- 300 / \ лей как конструкционного материала практнче- 4 ски не ограничена и непрерывно расширяется.
Наиболее целесообразно использовать их прежде всего для изделий, от которых требуетса высокаа 220 удельнаа прочность в сочетании с высокой экс- 0 200 400 600 ь 'С плуатационной надежностью. Разработаны составы мартенситно-стареющих Рнц !.5. Влиявяе лсгяруюших элесгалей удоалетаоряюпше б мевтов ва Упвочненне нелезанике. левого маргеясята прн сш!мвия [17): Г !75ЗЬЭГ 1 2ЭЬТ' 3 !75ЗЬКГ иой сюйкости, по температурной области примене- + 1д зь ш; 3 ш зь и! + 1,3 зь иь; нля.
Большинство сталей создано на базе систем к !азэЬ"!+3 ! эзые Ре-%-Мо, Ре-%-Со-Мо, Ре-Сг-%-Мо, Ре-Сг-%-Со — Мо. Мартеиситио-стареющие стали общего назначении. Составы и свойства. Наиболее распространенные составы этих сталей н их свойства приведены в табл. 1.! 5 в соответствии с принятой классификацией по уровню прочности. Как коиструкционный материал общего назначенца наилучшее сочетание прочности, пластичности н вязкости имеют стали, содержащие, тЬ: 17-19 %, 7-12 Со, 3-5 Мо, 0,2-1,6 ТЕ Изменением содержания титана в этой сисгеме можно варьировать прочность сталей в широких предеяах (1400 — 2 500 МПв) !17!.
Наибольшее распространение в технике получилв сталь Н18К9М5Т (ЭП-637). Согласно ТУ 14-1-1531-75, она содержит, 5н < 0 03 С, ! 67-! 90 %; 8,5 — 95 Со; 46 — 55 Мо; 05-08 Тк <0,15 А1. В закаленном соспанни (заюшка при 820 С, охлаждение на воздухе) сталь кисет следующие механические свойства: п,=1000...1!00 МПа, о =900...1000 МПа, 8>155ь, а после закалки и старения при 480 — 500 С, 3 ч — и, = 1900...2!00 МПа, а „-1800...2000 МПа,б= 8...1056, ЧУ =45...55 /е, КСУ=0 5 ...07МДж/м .
В связи с широким и разнообразным промышленным применением было детально шучено влияние режимов термической обработки на комплекс основных свойств стали Н18К9М5Т. Перегрев при горячей пластической деформации или термической обработке повышает ее чувствительность к трещине (табл.
!.16). Дла измельчения зерна перегретой стали рекомендовано применение перед основной закалкой (820 С) трехкраткой закалки на воздухе или в воде от 900-950 С с выдержкой 1 ч. 19 Тнйвна 1.15. Седермавве есиеввыд леамруюиаив вдемептеа в меааввчесиве свейства (средине) мартсисвтне.стареамива сталей ебимте вазвачевюа весле старении ирв 480-520 С [10) кси, ЦДв1ма Среднее аонпе|працна аегнруюмнх ° а.а эламмпоа, са (мас.) <та 1500... 2000 83)Та 1 500 1700 1400 1 800 1830 1900 1960 1980 148О 1680 1600 1880 ;-2ООО 2 070 2220 2550 2350 2 000 2350 0,25 0,2 0,3 0,35 0,3 2060 2300 и, г 2500 ЗОТл 2950 2400 2500 2740 2740 3400 0,2 0,2 0,2 0,25 0,2 П р и и с ч а н и с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
