ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Задержанное разрушение из "Диагностика металлов " Задержанное разрушение закаленной стали - свойство мартенсита - обусловлено высоким уровнем остаточных микронапряжений в результате мартенситного превращения. Типичная структура свежезакаленного мартенсита приведена на рис. 5.8. Кристаллы мартенсита, образующиеся в пределах бывшего зерна аустенита, при своем росте сталкиваются под разными углами. Задержанное разрушение происходит при напряжениях ниже предела текучести стали. Этот вид разрушения имеет место при статическом или квазистатическом характере нагружения и бывают причиной преждевременного разрушения закаленных стальных элементов конструкций. Часто задержанный механизм разрушения реализуется при образовании трещин в сварных соединениях. [c.220] Задержанное разрушение протекает в три стадии зарождение трещины, стабильный рост трещины и статический долом [138]. Для этого вида разрушения характерен межкристаллитный механизм разрушения на стадии стабильного роста трещины, вызванный состоянием границ исходных аустенитных зерен в результате мартенситного превращения. [c.220] Закалка с изотермической выдержкой при 860 С увеличивает среднюю скорость роста стабильной трещины при задержанном разрушении [140]. При напряжении 80 МПа эта скорость в результате такой закалки повышается почти в 30 раз. Этот эффект обусловлен температурной зависимостью относительной концентрации фосфора на границах исходных зерен аустенита. Понижение температуры изотермической выдержки от 1000 до 860 °С увеличивает концентрацию фосфора на границах зерен аустенита почти в восемь раз (рис. 5.10). [c.222] К числу примесей, существенно влияющих на склонность к задержанному разрушению, относится кислород. Сталь, раскисленная алюминием и содержащая 0,0046% кислорода (плавка 1), менее склонна к задержанному разрушению, чем раскисленная кремнием и содержащая 0,0066% кислорода (плавка 2) (рис. 5.9, б). После закалки от 950 С пороговое напряжение для стали, раскисленной алюминием, составляет 0,6 а для стали, раскисленной кремнием, - 0,4 о . [c.222] Исследования [140] показали, что отпуск при 200 С закаленной стали 20С2ГЗН2Х2Ф в присутствии водорода резко усиливает ее склонность к задержанному разрушению (рис. 5.9, е). Отдых и низкий отпуск увеличивают водородопроницаемость и эффективный коэффициент диффузии водорода в стали. В результате мартенситного превращения возникают области объемного растяжения [140] в местах взаимного столкновения кристаллов мартенсита и с границами исходных аустенитных зерен. Эти области являются потенциальными ловушками для водорода. Попадая в них, водород, оставаясь в твердом растворе, становится менее подвижным. Низкая водородопроницаемость закаленной стали связана с наличием в ней водородных ловушек, снижающих подвижность водорода. [c.222] Специфическим является более высокое сопротивление водородной хрупкости закаленного мартенсита по сравнению с отпущенным возможно вследствие низкой подвижности водорода в результате наличия ловушек, затрудняющих его диффузионное перемещение в вершину трещины. Согласно [141], распространение трещины при водородной хрупкости сталей связывают с диффузионным перемещением растворенного в решетке водорода в вершину трещины и с достижением его критической концентрации, вызывающей разрушение. [c.223] Низкий отпуск ослабляет сопротивление водородной хрупкости в результате повышения подвижности водорода в стали, что облегчает диффузионное перемещение водорода в вершину трещины и способствует ее распространению. Напротив, более высокое сопротивление закаленной стали водородной хрупкости связано со слабой диффузионной подвижностью водорода ввиду наличия упруго искаженных объемов - водородных ловушек в мартенсите. [c.223] Повышение в закаленной стали содержания Мо от 0,30 до 0,98% вызывает увеличение порогового значения вязкости разрушения от 16,5 до 21 МПа м [142]. Участки, прилегающие к зоне разрушения образцов стали с меньшим содержанием молибдена, в большей степени обогащены серой, фосфором и цветными металлами. Молибден в твердом растворе значительно снижает диффузионную подвижность атомов примесей (серы, фосфора, кремния и др.), оттесняя их от границ аустенитных зерен. [c.223] Как правило, при задержанном разрушении многослойных швов трещины располагаются в области границ зерен, характеризующихся химической неоднородностью (травимостью). В этих зонах установлено локальное совместное увеличение содержания титана и углерода, хрома и углерода [143]. В местах возникновения трещин выявлены в основном карбиды титана. [c.224] Вернуться к основной статье