ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Необходимая чистота стали и допустимая концентрация легирующих элементов из "Обратимая отпускная хрупкость стали и сплавов железа " Результаты значительного количества работ (см. гл. I) показали, что выплавка легированных конструкционных сталей на особо чистых первородных шихтовых материалах, позволяющая значительно снизить содержание охрупчивающих примесей (например, до 0,001—0,003 % Р) может обеспечить практически полное отсутствие склонности к отпускной хрупкости. Однако, во-первых, выплавка на особо чистой первородной шихте может быть нецелесообразной по ряду причин экономического и технического характера и, во-вторых, даже в стали, выплавленной на чистой шихте (или рафинированной каким-либо методом), содержание фосфора может быть более высоким (в зависимости от месторождения руды, технологии выплавки и т.д.), чем необходимо для полного подавления охрупчивания. Оно может доходить до 0,008-0,010 %, что заставляет считаться с возможностью развития отпускной хрупкости даже при использовании чистых шихтовых материалов или рафинирующих обработок. [c.201] В работах [139—143, 257] рассмотрено определение таких соотношений и приведены примеры для Сг - N1 — Мо сталей, в которых основной охрупчивающей примесью является фосфор, а легирующим элементом, усиливающим действие фосфора — никель. Описан случай, когда основной вклад в охрупчивание дает замедленное охлаждение изделия после окончательного высокого отпуска. [c.202] В реальных условиях такому случаю соответствуют крупногабаритные массивные изделия, температура эксплуатации которых ниже тем-пературносо интервала развития обратимой отпускной хрупкости. В таких условиях зернограничная сегрегация фосфора, как показано выше (см. рис. 28), развивается слабо даже при длительных выдержках (если обогащение границ зерен не ускоряется радиационностимулирован-ной диффузией). [c.202] Однако отпускная хрупкость может в значительной степени развиваться в процессе термической обработки, поскольку скорость охлаждения крупногабаритных массивных деталей после окончательного отпуска с целью предупреждения развития термических напряжений ограничивают в соответствии с технологическими инструкциями весьма малым значением. Для того чтобы в результате охрупчивания при медленном охлаждении критическая температура хрупкости не превысила установленное техническими условиями значение, концентрации фосфора и никеля в стали должны быть ограничены определенными соотношениями. [c.202] Такие сечения, представляющие собой семейства линий равного ох рупчивания (АТ , °С) при соответствующей скорости охлаждения, могут служить номограммами для определения обеспечивающих тре-буемую стойкость к отпускной хрупкости соотношений между концентрациями Р и N1. [c.203] Для того чтобы по полученным результатам определить допустимые (по склонности к отпускной хрупкости) концентрации фосфора и ни келя, необходимо задать критерий допустимого охрупчивания ДТ , Так, исходя из данных о критической температуре хрупкости исследованных Сг — N1 — Мо сталей в вязком состоянии, т.е. после высокого отпуска с быстрым охлаждением, и из требований по после технологического режима термической обработки (отпуска с замедленным охлаждением) значение допустимого охрупчивания в работах [27, 143] приняли равным ДГ = 50°С. [c.203] Из данных табл. 3 видно, что, например, при скорости охлаждения 10°С/ч (анализ кривых охлаждения натурных заготовок показывает, что такой скоростыо могут охлаждаться после отпуска центральные области деталей с толщиной стенки 300—350 мм при охлаждении их наружных зон со скоростью, задаваемой технологической инструкцией, т.е. 20—25 С/ч) при содержании в стали 1—1,5 % 1М концентрация фосфора не должна превышать 0,012—0,015 % при 1,5-2 % N1 0,011— 0,012 % Р при 2-2,5 % N1 - 0,009-0,011 % Р при 2,5-3 % N1 0,008—0,009 % Р и, наконец, при 3-3,5 % N1 — не более 0,008 % Р. [c.204] Эти данные свидетельствуют о том, что при выплавке стали в мартеновских печах из обычных шихтовых материалов концентрацию никеля в случае указанных требований к допустимому охрупчиванию следует ограничивать 2—2,5 %, поскольку такая технология выплавки обычно обеспечивает содержание фосфора в стали не ниже 0,009-0,010% для чистых электроплавок с концентрацией фосфора до 0,008 % содержание никеля может быть более высоким. [c.204] Приведенные данные о совместном влиянии примесей и легирующих элементов на отпускную хрупкость и изложенные методы расчета температурных, кинетических и концентрационных закономерностс й охрупчивания могут быть аналогичным образом использованы для определения допустимых концентраций фосфора и никеля и их оптимальных соотношений в сталях, изделия из которых длительное время эксплуатируются при температурах, близких к температурам максимального охрупчивания. Это относится, например, к некоторым роторным, дисковым сталям, для которых оптимальные соотношения между концентрациями фосфора и никеля должны устанавливаться с учетом допустимого охрупчивания, обусловленного изотермическими вьщержка-ми при эксплуатации в интервале 400—550 0 в течение десятков лет. [c.205] Вернуться к основной статье