ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Повышение прочностных свойств аустенитных железомарганцевых сплавов из "Высокомарганцовистые стали и сплавы " Проведенные исследования по влиянию марганца на механические свойства железомарганцевых сплавов двух уровней чистоты убедительно показали, какое неожиданное сочетание свойств можно получить в сплавах, расположенных на границе (e-b v) и у-областей. Однако граничные сплавы как высокой ( 29% Мп), так и промышленной ( 23% Мп) чистоты обладают недостаточной прочностью. В качестве упрочняющих были выбраны следующие методы деформация дополнительное легирование химико-термическая обработка методы порошковой металлургии. [c.179] Деформация является одним из наиболее распространенных способов упрочнения аустенитных сталей и сплавов, но при этом остаются совершенно неизученными, для сплавов системы Fe—Мп те же два вопроса 1) температурные интервалы неизбежной после деформации рекристаллизации и 2) влияние деформации на положение порога хладноломкости. [c.179] Склонность к рекристаллизации оценивали по температурам начала и конца рекристаллизации после значительной деформации и изохорных отжигов. Эти температуры рассматривали как пороги начала и конца рекристаллизации. [c.179] Все сплавы после деформации имеют в структуре вытянутые в плоскости прокатки зерна. В сплавах высокой чистоты зерно соответствует 9 баллу, в сплавах промышленной чистоты балл зерна меняется от 11 до 9 с увеличением содержания марганца от 4 до 45%. [c.180] Температуру начала рекристаллизации ( р) определяли с помощью металлографического метода по появлению первых видимых рекристаллизованных зерен на фоне деформированных, при увеличении от 100 до 1000. [c.180] Температуру конца рекристаллизации ( р) определяли как температуру, при которой фиксировали на поверхности шлифа 100% рекристаллизованных зерен. [c.180] Температуры и /р сплавов высокой и промышленной чистоты в зависимости от содержания марганца представлены на рис. 72. Из этого рисунка очевидно, что повышение чистоты выплавки приводит к понижению температуры как начала, так и конца рекристаллизации железомарганцевых сплавов. Торможение рекристаллизации примесями внедрения оказывается тем более сильным, чем меньше растворимость этих примесей и чем больше их атомный радиус отличается от атомного радиуса основного металла. Повышение температуры рекристаллизации в сплавах промышленной чистоты может быть связано с задержкой формирования центров рекристаллизации [176]. [c.180] При переходе от одного типа решетки к другому в качестве компенсирующих друг друга факторов можно рассматривать диффузионную подвижность атомов, прочность межатомных связей, способность к упрочнению, структуру в деформированном состоянии [176]. [c.181] Нечувствительность температур начала и конца рекристаллизации к содержанию марганца потребовала проведения дополнительных исследований и использования одного из косвенных методов определения этих температур, основанного на изменениях при нагреве структурно чувствительных параметров, сильнее всего реагирующих на плотность и характер распределения дислокаций,— это методы изменения макротвердости. [c.181] Очень часто за tp принимают температуру половинного разупрочнения, при которой прирост твердости, созданный деформацией, уменьшается вдвое. Эта методика проходит на а-сплавах (рис. 73, а), но не годится для сплавов g и 7 (рис. 73, б—г), где с повышением температуры отжига твердость постепенно снижается и при температуре около 800°С достигает твердости исходного состояния. Возможно наличие двухфазной нестабильной области (e-bv)-сплавов и определяет независимость tp я t р (см. рис. 72) от содержания марганца. [c.181] Для всех трех твердых растворов твердость в отожженном после деформации состоянии у сплавов промышленной чистоты выше, чем у чистых сплавов. Некоторое повышение твердости у чистого 7-сплава в исходном состоянии по сравнению с промышленным объясняется более высоким содержанием марганца в нем (см. рис. 73, г). Неожиданное повышение твердости а-сплавов при температуре отжига 800 °С по сравнению с 700 °С (см. рис. 73, а) связано с близостью этих температур к точке т. е. охлаждение от 800°С обеспечивает уже структуру закалки. [c.181] С учетом проведенных исследований было определено влияние пластической деформации на уровень механических свойств железомарганцевых сплавов, представляющих особый интерес от 17 до 28% Мп — сплавы высокой чистоты, от 14 до 25% Мп — сплавы промышленной чистоты. После обжатия на 20% при комнатной температуре (табл. 17) резко повысился предел текучести почти в 5 раз, в сплавах 01Г29 и 10Г23 880 и 1030 МПа соответственно. Изменение параметров вязкости происходит по аналогии с конструкционными материалами — ударная вязкость под влиянием деформации падает при почти неизменном пороге хладноломкости. Несколько повышается температура Г50 в сплаве Г17. Понижение температуры испытания до —196° С (табл. 18) приводит к еще более значительному повышению параметров прочности. [c.183] Примечание. В числителе — до деформации, в знаменателе — после деформации. [c.183] Погоня за высокой прочностью привела к очень низкой пластичности, запас которой у сплава 01Г29 и 10Г23 казалось был неограниченным. Более мягкая деформация при 200—220°С в этих сплавах обеспечивает более благоприятный комплекс свойств по сравнению с деформацией при комнатной температуре происходит некоторое разупрочнение, но в несколько раз возрастают параметры пластичности (табл. 19). [c.184] Таким образом, деформация при 200—220°С дает возможность повысить уровень прочности в железомарганцевых сплавах 01Г29 и 10Г23 почти в 3 раза при сохранении высокой пластичности и низкого порога хладноломкости. [c.184] Схему легирования железомарганцевых сплавов 01Г29 и 10Г23 выбирали так, чтобы обеспечить повышение механических свойств через упрочнение аустенитной матрицы (хром, никель, молибден, германий) или второй избыточной фазой (титан, ниобий, ванадий, молибден). Химический состав опытных сплавов и их механические свойства в состоянии после закалки с 1100°С, 30 мин. выдержка, в воде приведены в табл. 20 и 21. [c.184] Легирование каждым элементом в отдельности давало возможность проследить его влияние в чистом виде. Все исследованные легированные сплавы по данным рентгеноструктурного анализа являются однофазными -у-сплавами с порогом хладноломкости на уровне бинарных. Порог хладноломкости промышленных сплавов под влиянием легирования даже несколько понижается. [c.184] Примечание 1 группа сплавов — сплавы высокой чистоты выплавки II — промышленной чистоты. Содержание серы и фосфора в сплавах I группы 0,003 и 0,002%, в сплавах II группы 0,01 и 0,002%,, алюминия во всех сплавах 0,012%. [c.185] Учитывая высокую способность к упрочнению марганцовистого аустенита в сталях типа Гадфильда, где содержание углерода около 1%, представлялось целесообразным исследовать влияние цементации на уровень механических свойств аустенитных железомарганцевых сплавов. [c.185] Данная работа является одним из первых опытов по проведению химикотермической обработки такого класса сталей. [c.185] Вернуться к основной статье