ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы СТРУКТУРНАЯ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ СТАЛИ из "Сверхпластичность промышленных сплавов " Характер зависимости относительного удлинения железа от температуры в области фазового превращения очень близок к рассмотренной выше температурной зависимости пластичности технически чистого титана (см. разд. 6). Автор-объясняет это, исходя из предположения о различии деформационных характеристик фаз высокопластичного феррита и менее пластичного аустенита [324].. Однако конкретных структурных данных, подтверждающих это предположение,, не представлено. [c.219] Рассмотренные данные о пластичности железа в интервале фазового превращения находятся в противоречии с результатами работы [297]. Авторы указывают на высокие значения т (0,6) И б ( 150%) железа, содержащего 0,017 % С, в интервале температур полиморфного превращения. К сожалению, выяснить причину расхождения данных нельзя из-за отсутствия структурных исследований в работах [297, 324]. [c.219] Увеличение содержания углерода и вследствие этого выделение цементита в стали должно оказывать стабилизирующее влияние на ее микроструктуру. Признаки СП, обнаруженные при испытании на ползучесть холоднокатаной на 50 % стали, содержащей 0,05 % С, косвенно подтверждают это [325]. При нагреве до-температуры деформации (540 °С) в стали формировалась равноосная микроструктура с размером зерен 5—7 мкм. При этой температуре и нагрузках 5— 10 МПа наблюдалось равномерное относительное удлинение до 80 %. Значения-б резко зависели от величины приложенного напряжения. При уменьшении ш увеличении напряжений удлинение стали уменьшалось. [c.219] По-видимому, трудности в обеспечении стабильной мелкозернистой микроструктуры не позволяют наблюдать СП в железе в ферритной и аустенитной областях. В сталях СП следует ожидать в двухфазных областях, где это условие-наиболее легко выполнимо. Проанализируем особенности СП в феррито-цемен-титной, аустенито-цементитной и аустенито-ферритной областях железоуглеродистых сплавов. [c.219] Стабильность микроструктуры значительно возрастает в эвтектоидной стали с содержанием 12% цементита. Авторы работы [328], сопоставляя результаты исследования пластичности стали У8 с А40Г, отмечают, что при практически одинаковом размере зерен в них сталь У8 имеет более высокое относительное удлинение. В оптимальных условиях (е= 1,1 10 с- и =710 С) удлинение составляет 320 %, а т=0,45. [c.220] Благоприятное влияние цементита на стабильность микроструктуры позволяет получить СП в таких малопластичных сталях, как заэвтектоидные. Стали У12 и У12А со структурой зернистого перлита проявляют СП также Ниже температуры A i, т. е. в феррито-цементитной области [329]. [c.220] Увеличение содержания углерода в заэвтектоидной стали не только не уменьшает, но даже увеличивает эффект СП.-Особенно ярко СП проявляется в сталях с содержанием 1,3—1,9 %С [329]. Предварительной обработкой в этих сталях была получена микроструктура с размером зерен феррита 0,5—1,5 мкм и шаровидными частицами цементита (0,1—0,5 мкм). Объемная доля цементита в стали с 1,9% С составляла около 30%. Наиболее высокие значения относительного удлинения в этих сталях ( 1500 %) отмечаются при температуре, соответствующей феррито-цементитной области. [c.220] СП наблюдали и в чугуне [7]. Белый чугун, содержащий, % С 3,5 Si 0,6— 1,2 Мп 0,4—1,1 Р 0,08 S 0,18, в котором специальной обработкой была создана микроструктура с размером зерен феррита 2—3 мкм, имел объемное соотношение феррита и цементита 1 1. При 700 С и в=8-10- с- удлинение составляло 100 %, а т=0,32. При той же температуре испытания и скорости растяжения 8-10 с 6=150%, т=0,35. По сравнению с высокоуглеродистыми сталями эффект СП в чугуне выражен менее ярко. По мнению авторов работы [7], это связано с неполной сфероидизацией цементита и недостаточной его дисперсностью. Итак, в феррито-цементитной области при. наличии в исходном состоянии УМЗ микроструктуры наблюдается СП сталей. Однако СП отмечается только в сталях, содержащих значительное количество цементита, что связано с его стабилизирующим влиянием на микроструктуру сталей. [c.220] Представляет интерес более подробно исследовать изменение относительного удлинения низкоуглеродистой стали с различной исходной микроструктурой крупнозернистой и мелкозернистой в аустенитб-ферритной области. [c.220] Нами была исследована типичная низкоуглеродистая малолегированная сталь 15ХСНД (Лс1=720 С Лсз=880°С) в двух состояниях — крупнозернистом (после горячей прокатки в аустенитной области) со средним размером зерен 20 мкм и мелкозернистом (после предварительной деформации в двухфазной области существования феррита и аустенита) с размером зерен 3 мкм. Микроструктура в обоих состояниях феррито-перлитная. Полученные данные представлены на рис. 92. [c.220] Исходная величина зерен практически не оказывает влияния на зависимость величины напряжения течения от температуры испытания. Во всем интервале исследованных температур величины напряжений течения различаются незначительно. С повышением температуры испытания напряжения течения монотонно снижаются. [c.221] Исследование скоростной зависимости механических свойств мелкозернистой стали при различных температурах подтвердило, что максимальные значения т и б наблюдаются при температурах, отвечающих феррито-аустенитной области. Лри 700°С т 0,18, такое же значение т имеет при 900°С. Максимальное относительное удлинение (215 %) при т—0,4 и а = 50 МПа в стали обнаруживается при 800°С и е=3,3-10- с (рис. 93). [c.221] Таким образом, низкоуглеродистая сталь 15ХСНД в мелкозернистом состоянии проявляет все признаки СП при температуре 800 °С, соответствующей феррито-аустенитной области. В температурной области ниже 800 °С СП не наблюдается. [c.221] Установленные изменения механических свойств находятся в прямой зависимости от фазового состава и микроструктуры стали, формирующейся перед деформацией. Исходное мелкое зерно стали при нагреве до A i несколько укрупняется при 700 С, средний размер зерен равен 5 мкм. Если учесть, что количест во цементита при этой температуре невелико, то причиной незначительной пластичности стали в феррито-цементитной области, вероятно, является нестабильность микроструктуры. [c.221] При нагреве до температур, отвечающих феррито-аустенитной области, в результате перекристаллизации микроструктура становится более мелкозернистой. При 800°С средний размер зерен равен 3 мкм он стабилен благодаря наличию большого количества второй фазы (40 % аустенита). С дальнейшим повышением температуры количество аустенитной фазы увеличивается, размер зерен стали -растет. [c.221] Таким образом, СП углеродистых сталей может проявляться при наличии УМЗ микроструктуры в различных структурных областях. Температурная область реализации СП той или иной стали будет, прежде всего, зависеть, от стабилизирующего влияния второй фазы на микроструктуру стали. Выше температуры Ас, эффект СП в низкоуглеродистых сталях наблюдается, если рост фер-ритной фазы стабилизируется аустенитом, а в высокоуглеродистых сталях, если рост аустенитной фазы стабилизируется цементитом. По-видимому, на получение СП в той или иной области оказывают также влияние деформационные харак теристики фаз и их количественное соотношение. [c.222] Вернуться к основной статье