Старение низкоуглеродистой стали

Старение низкоуглеродистой стали в отличие от высокоуглеродистой происходит не после специальной ее закалки, а в прокатан- [c.248]

Большую опасность представляет деформационное старение низкоуглеродистой стали для котлов, у которой в местах пробивки отверстий для заклепок после длительного нагрева при работе котла происходит старение. Сталь становится более твердой, теряет пластичность и становится хрупкой, что может вызвать образование трещин, а следовательно, и взрыв котла особенно опасно это для паровозных и пароходных котлов. Поэтому для таких котлов рекомендуется применять нестареющую сталь. Спокойные мелкозернистые стали с добавкой алюминия или циркония, или титана, или других элементов, предварительно хорошо раскисленные, практически не стареют. [c.250]

Глава 1 ДЕФОРМАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ [c.7]

Рис. 9. Зависимость между величиной прироста предела текучести ( ДО ) прн деформационном старении низкоуглеродистой стали и значением критической амплитуды отрыва в состаренном состоянии. Пунктиром показаны доверительные пределы (коэффициент корреляции равен 0,617, что больше табличного коэффициента корреляции 0,597 для вероятности связи 99,9%)

Рис. 13. Возможная схема ориентации выделений при низкотемпературном закалочном (а) и деформационном (б) старении низкоуглеродистой стали

Следует отметить, что изменение механических свойств при деформационном старении низкоуглеродистой стали не всегда является отрицательным. В определенных условиях возможно положительное использование эффекта упрочнения при этом процессе для повышения общего уровня прочности [92], усталостной прочности [92—94], сопротивления ползучести [9 , с. 12], жесткости, продольной устойчивости некоторых изделий, например гнутых профилей тонкого сечения [92] и тому подобных. С этой точки зрения деформационное старение можно рассматривать как один из видов термомеханической (механико-термической) [96] обработки. [c.47]

РИС. схема возможных изменений длины площадки текучести при деформационном старении низкоуглеродистой стали [c.63]

Рис. 26. Изменение ударной вязкости при естественном деформационном старении низкоуглеродистой стали 116]

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ХЛАДНОЛОМКОСТИ ( ДГ л) ПРИ ДЕФОРМАЦИОННОМ СТАРЕНИИ И АБСОЛЮТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ЭТОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ) ПОСЛЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОМ И НОРМАЛИЗОВАННОМ СОСТОЯНИЯХ [c.113]

Если при старении низкоуглеродистых сталей оо снижается в результате уменьшения количества атомов внедрения в твердом растворе [360], то при старении среднеуглеродистой стали 00 практически не изменяется (см. рис. 62). [c.159]

Изменение механических свойств при термическом старении низкоуглеродистой стали более заметно, чем в средне- и высокоуглеродистых. [c.123]

Легирующие элементы, вводимые в сталь, оказывают влияние на деформационное и термическое старение стали. Например, основным элементом, вызывающим деформационное старение низкоуглеродистой стали, является азот. Марганец, алюминий, хром, титан, ванадий, замедляя диффузию азота в железе, ослабляют эффект деформационного старения, а медь и никель его усиливают. [c.164]

Термическое старение низкоуглеродистой стали. Растворимость углерода в а-железе ограничена и уменьшается с понижением температуры от 0,025% С при 727° С (точка Р диаграммы, см. рис. 6) до 0,006% С при температуре 20° С (точка Q диаграммы). Поэтому низкоуглеродистая сталь способна подвергаться процессу термического старения. [c.35]

Кроме углерода на процесс старения низкоуглеродистой стали влияет азот, растворимость которого в а-железе уменьшается с понижением температуры (с 0,1% N при 590° С до 0,004% N при температуре 20° С). При старении из пересыщенного а-раствора выде- [c.35]

Рис. 21. Влияние продолжительности старения низкоуглеродистой стали на ее свойства

Деформационное старение низкоуглеродистых сталей протекает более интенсивно после холодной пластической деформации, причем его интенсивность пропорциональна степени деформации, температуре окружающей среды, времени. На основании этого можно сделать практический вывод о том, что листовую холоднокатаную сталь и штампованные из нее полуфабрикаты не следует слишком длительно хранить на складе или в цехе, особенно при повышенной температуре. [c.14]

Металл, подвергнутый холодной обработке давлением, обладает повышенным запасом внутренней энергии и поэтому находится в термодинамически неустойчивом состоянии. В соответствии со вторым законом термодинамики такая система стремится к состоянию с наименьшим запасом свободной энергии. Этот процесс в низкоуглеродистой стали протекает при обычной температуре — так называемое естественное деформационное старение, однако для этого необходимо длительное время. В результате деформационного старения прочность и твердость стали повышаются, а пластичность и особенно ударная вязкость понижаются. Порог хладноломкости сдвигается в область более высоких температур. При повышении температуры (например, при нагреве стали до 100—250° С) этот процесс ускоряется — так называемое искусственное деформационное старение. [c.87]

При нагреве до Гтах ниже неравновесной Ас фазовые и структурные превращения происходят в том случае, если сталь перед сваркой находилась в метастабильном состоянии для этого диапазона температур. Метастабильны исходные состояния стали после холодной пластической деформации, закалки и низкого отпуска, закалки и старения. В холоднодеформированной стали развиваются процессы возврата и рекристаллизации обработки. Последний процесс приводит к разупрочнению соответствующей зоны сварного соединения. В низкоуглеродистой стали при нагреве свыше 470 К возможно деформационное старение, приводящее к снижению пластичности стали. В закаленных и низко-отпущенных сталях происходят процессы высокого отпуска, в результате чего сталь в этой зоне разупрочняется. В мартенсит-но-стареющих сталях при T zk выше их температур старения протекает процесс перестаривания, заключающийся в коагуляции интерметаллидов и приводящий к разупрочнению соответствующей зоны соединения. [c.517]

Обработка алюминием в ковше спокойной электротехнической низкоуглеродистой стали (кипящую сталь производить вообще не следует из-за повышенного содержания кислорода) позволяет предотвратить магнитное старение и получить после однократного отжига коэрцитивную силу менее 63,7 а/м (0,8 э). [c.135]

Общеизвестно влияние на переходную температуру охрупчивания материала в зонах технологических и эксплуатационных дефектов. Так, для низкоуглеродистых сталей повышение температуры перехода в хрупкое состояние, обусловленное динамическим старением вследствие концентрации термопластических сварочных деформаций, достигает 80 С [31. Выполненные в ИЭС им. Е. О. Па- [c.281]

Ярким примером, подтверждающим сказанное, могут служить опыты по испытанию прочности и пластичности образцов с надрезами при низких температурах, проведенные в МВТУ. При испытании образцов из низкоуглеродистых сталей с надрезами в обычных условиях пределы прочности и пластические деформации оставались неизменными в условиях комнатных и низких температур. В тех же случаях, когда кромки пластин перед испытаниями подвергали оплавлению, сопровождающемуся образованием пластических деформаций и старением металлов в зоне концентраторов, результаты испытаний резко изменялись. С понижением температуры в несколько раз уменьшались пределы прочности и пластическая деформация при разрушении. [c.138]

Термическое старение заметно протекает в низкоуглеродистых сталях. При более высоком содержании углерода вследствие зародышевого воздействия большого количества цементитных частиц, образовавшихся при перлитном превращении, самостоятельного выделения третичного цементита (е-карбида) не наблюдается. [c.190]

До половины объема выпуска низкоуглеродистых сталей — кипящие. Из кипящей стали изготовляют фасонный прокат (балки, швеллеры, уголки), толстый и тонкий лист, сварочную и вязальную проволоку. Особую ценность имеет кипящая сталь как материал для глубокой вытяжки. В этом случае химический состав стали характеризуется низким содержанием углерода (0,07—0,2%), кремния (не более 0,01%), серы (0,016—0,020%) и фосфора (0,015—0,020%). Ее механические свойства а = 320...330 МПа, сГт = 195...228 МПа, 8 = 34%. Склонность к старению уменьшают при помощи микролегирования такими элементами, которые образуют с азотом прочные нитриды и выводят его из раствора. Показано, что добавка 0,01—0,07% А1 или 0,03% V устраняет склонность стали к старению. Аналогично действуют добавки 0,1% Nb или 0,25—0,35% Сг, но сталь при этом оказывается прочнее и ее трудно штамповать. Склонность к старению можно устранять отжигом, при котором азот выделяется из раствора в виде нитридов. Чаще используют отжиг ниже температуры А1, но это удорожает сталь. [c.354]

Твердость при старении аустенито-ферритной низкоуглеродистой стали типа 18-9 сильно увеличивается, что обусловлено процессами дисперсионного твердения двоякого рода, протекающими в ферритном и аустенитном твердом растворах. В ферритном твердом растворе образуется а-фаза, а в у-твердом растворе твердость увеличивается за счет образования карбидов. Максимальная твердость наблюдается при 700° С и с повышением температур, старения она резко снижается. [c.430]

Данные, приведенные на рис. 3, показывают уменьшение высоты пика Сноека при деформационном старении низкоуглеродистой стали с различной исходной концентра- [c.14]

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПРИ ДЕФОРМАЦИОННОМ СТАРЕНИИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЫСОТЫ ПИКА СНОЕКА О НАД ФОНОМ ВТ В ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ [c.15]

Рис. 4. Прирост предела текучести при деформационном старении низкоуглеродистой стали в зависимости от высоты пика Сноека в исходном перед деформацией срстояния (см. табл. I)

Рис. 11. Зависимость между приростом предела текучести и изменением тангенса угла наклона кривой в амплитуднозависимой области внутреннего трения при деформационном старении низкоуглеродистой стали (стали и обработки см. в табл. 1 и 2)

Рис. 28. Изменение ударной вязкости при искусственном деформационном старении низкоуглеродистой стали [117]. Пунктирная линия — уровень ударной вязкости в недеформи-рованиом состоянии

При искусственном деформационном старении низкоуглеродистой стали в равновесном состоянии интенсивный подъем ударной вязкости наблюдается лишь при температурах выше 350—450° С, так как в указанном интервале кривые an=f(t iap) претерпевают либо задержку в подъеме, либо даже некоторое падение. В этом же интервале наблюдается увеличение или задержка в падении Оу, 0т, Ов, НВ, Не и уменьшение или задержка в подъеме o и я з (рис. 24, 30) [108]. Исследование влияния степени деформации на эТот эффект показало, что он более четко выражен по упрочнению и падению пластичности для оптимальной степени деформации, почти не проявляется для меньших степеней и несколько уменьшается для более высоких (см. рис. 30). Увеличение степени деформации несколько снижает температуру максимума упрочнения и минимума пластичности. Следовательно, рассматриваемый эффект требует определенной плотности дислокаций и дислокационной структуры. Хотя природа его не ясна, можно предполагать, что он связан с предрекристаллизационным перераспределением дислокаций типа полигонизации и сегрегацией на полигональных стенках +N [8, с. 127, 121]. Более четкие полигональные стенки, к тому же закрепленные +N, являются более эффективными препятствиями для дислокаций, чем размытые границы, созданные деформацией (небольшой). Поэтому, вероятно, происходит упрочнение и падение пластичности. Интересно, что упрочнение может достигать максимального уровня, полученного при более низких температурах старения, но пластичность, хотя и падает, но остается выше соответствующих минимальных значений. Таким образом, в ин- [c.72]

Влияние марганца в основном связано со взаимодействием его с углеродом и азотом в твердом растворе, что вызывает замедление деформационного старения, но не его устранение [173]. Фосфор по Бэйрду, играет ту же роль, но его взаимодействие возможно лишь с азотом. Эрдман—Еснитцер и Карл на основании своих и литературных данных пришли к выводу [14], что большую роль в торможении деформационного старения низкоуглеродистой стали должно играть взаимодействие в твердом растворе между фосфором и углеродом, которое состоит в вытеснении фосфором углерода из областей дислокаций. Другая гипотеза, предложенная этими же авторами, состоит в том, что тормозящая роль фосфора заключается в уменьшении электрического взаимодействия между дислокациями и положительными ионами углерода. [c.98]

Нет единого взгляда и на причины, вызывающие изменение свойств при деформационном старении средне- и высокоуглеродистых сталей. Одни авторы повышение прочности объясняют снятием упругих напряжений первого рода [262], другие упрочнение и снижение пластичности связывают с выделением при отпуске мелкодисперсных частиц нитридов, карбидов и даже окислов [249, 250, 253, 272], третьи — говорят о справедливости и в этом случае механизма Коттрелла — Билби [258, 263], четвертые —об особом механизме, отличном от коттрелловского [80, с. 316]. Некоторые авторы [35, с. 138 250 258] по аналогии с деформационным старением низкоуглеродистой стали говорят о протекании всех трех стадий старения — от образования атмосфер примесных атомов вокруг дислокаций до возникновения выделений,. правда, без проведения прямых экспериментов. В некоторых случаях старение сталей с повышенным содержанием углерода после деформации в холодном состоянии объясняется растворением карбидов и нитридов при деформации с последующим выделением атомов внедрения из твердого раствора при старении [c.122]

Как было показано в главе 1, деформационное старение низкоуглеродистых сталей обусловлено степенью блокировки дислокаций, которые возникают в результате предварительной деформации. Блокировка дислокаций может быть обусловлена взаимодействием атомов примесей внедрения с дислокациями или усилением взаимодействия между дислокациями. В низкоуглеродистых сталях взаимодействие с атомами внедрения при деформационном старении характеризуется изменением параметров уравнения Холла—Петча (рост Ку и снижение Оо), а также АЗВТ. [c.152]

При старении низкоуглеродистых сталей tga достигает предельного значения, не изменяясь в дальнейшем [31, 37]. Это свидетельствует о насыщении линии дислокаций атомами примесей. Однако критическая амплитуда отрыва продолжает возрастать уже за счет образования выделений, достигая максимума на сталии сегрегаций, сосуществующих с выделениями [31, 37]. При старении среднеуглеродистой стали 8кр и tga изменяются одинаково (см. рис. 63), что может свидетельствовать об отсутствии выделений. [c.166]

Упрочнение при деформационном старении низкоуглеродистой стали объясняется взаимодействием дислокаций с атомами растворенных элементов (азота, углерода). Эти атомы расположены не беспорядочно, а образуют вокруг дислокаций атмосферы (называемые также облаками Котрелла ). Атмосферы из атомов растворенных элементов препятствуют перемещению дислокаций, вследствие чего сопротивление деформации повышается и металл при деформационном старении упрочняется. [c.106]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

Способ упрочнения низкоуглеродистых сталей многократной механико-термической обработкой (ММТО) заключается в 5—6-кратной деформации, соответствующей при каждой ступени нагружения длине площадки текучести на диаграмме напряжение-отно-. сительное удлинение (суммарная деформация 6—8%), до полного исчезновения площадки текучести. Затем следует старение при 100—200 С/ в течение 10—20 ч. В результате этой обработки предел теку стн повышается на 25 — 30% (становясь практически равным пределу прочности), а предел усталости —на 30 — 50%. [c.177]

Старение, вызванное предварительной пластической деформацией, называется статическим деформационным старением. Старение, развивающееся в процессе пластической деформации, называется динамическим. Условие динамического старения — определенное соотношение между скоростями деформации и диффузионным перемещением растворенных атомов. В данном случае происходит блокировка растворенными атомами дислокаций, движение которых при деформировании по каким-либо причинам замедляется, а вырывание дислокаций из облаков Коттрелла при ускорении их движения служит причиной упрочнения. Указанное выше соотношение устанавливается при определенных температурах, например для низкоуглеродистой стали в диапазоне 520...670 К. Частичное охрупчивание стали при этих температурах называется <асинеломкостью и>. [c.500]

Сварные соединения стальных конструкций в ряде случаев склонны к хрупкому разрушению в условиях работы при отрицательных температурах и условиях динамического нагружения. Этому способствует охрупчивание металла в ЗТВ вследствие воздействия СТДЦ, а также наличия геометрических концентраторов напряжений и остаточных сварочных напряжений. В соединениях низкоуглеродистых сталей наиболее склонны к хрупкому разрушению участки ЗТВ, нагреваемые до 470...770 К. Их охрупчивание связано с деформационным старением стали. [c.546]

Большинство исследователей считают азот главной причиной магнитного старения низкоуглеродистой электротехнической стали. При отжиге углерод, в отличие от азота, почти полностью выделяется в виде карбидной фазы, поэтому он в дальнейшем не участвует в старении. Причиной старения считают постепенное превращение нитрида FeigNa в нитрид FeiN. [c.135]

Как видно из данных табл. 6.7 и рис. 6.5 скорость охлаждения для низкоуглеродистых сталей оказывает большое влияние на их механические свойства. При повышении содержания марганца это влияние усиливается. Поэтому даже при сварке горячекатаной низкоуглеродистой стали марки СтЗкп при указанных выше условиях не исключена возможность получения в сварном соединении закалочных структур. Если сталь перед сваркой прошла термическое упрочнение - закалку, то в зоне термического влияния шва на участках рекристаллизации и старения будет наблюдаться отпуск металла, т.е. снижение его прочностных свойств. Уровень изменения этих свойств зависит от погонной энергии, типа сварного соединения и условий сварки. [c.266]

Стали для измерительного инструмента. Для измерительного инструмента часто применяют легированные стали, например X и др., или простую низкоуглеродистую сталь 20, подвергаемую цементации, или сталь 38ХМЮА, подвергаемую азотйрованию. Для стабилизации размеров измерительного инструмента его после шлифования подвергают старению. - [c.376]

Maraging steels — Мартенситностареющие стали. Специальный класс высокопрочных сталей, которые отличаются от стандартных сталей тем, что они упрочняются металлургической реакцией, в которой не участвует углерод. Вместо этого, эти стали упрочняются выделением интерметаллидных соединений при температурах приблизительно 480°С (900°F). Термин марежинг (старение мартенсита) получен от упрочнения за счет старения низкоуглеродистого мартенсита с железоникелевой матрицей реечного мартенсита. [c.997]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...