Мартенсит напряжения

Область Mf > > М . Если охлаждение из аустенитной области проводить в присутствии внешних напряжений, то согласно уравнению Клапейрона—Клаузиуса мартенситное превращение начнется при температуре выше Му, причем тем выше, чем больше напряжение. В этом случае мартенсит обозначается термином мартенсит напряжения , а напряжение начала его образования носит название фазового предела текучести . Температурная область образования мартенсита напряжения ограничена сверху точкой в которой сравнивается с о . [c.373]

По современным взглядам, флокены являются результатом применения при выплавке стали сырья и вспомогательных материалов, плохо просушенных перед завалкой в печь. Это приводит к насыщению жидкого металла водородом. При охлаждении металла в изложницах из металла выделяется водород, создавая в нем внутренние напряжения. Наряду с этим возникают также напряжения при превращении твердого раствора в мартенсит. Напряжения, которые возникают в результате выделения водорода, усиливают напряжения, получающиеся при превращении твердого раствора, что и приводит к образованию надрывов в стали (флокенов). [c.406]

В соответствии с определением напряжения II рода могут возникать при образовании новых фаз, имеющих различные объемы (например, при превращении аустенита в мартенсит). Напряжения II рода называют структурными напряжениями, их Определяют только рентгенографическим методом. [c.201]

При закалке температура стального тела падает неодинаково по его сечению. Поэтому происходит, во-первых, неодновременное тепловое сжатие отдельных участков тела и, во-вторых, неодновременное расширение их при превращен ии аустенита в мартенсит. Напряжения, возникающие в теле по первой причине, называют тепловыми, а по второй — структурными. [c.805]

Чем больше углерода содержит сталь, тем больше объемные изменения при превращении, тем при более низкой температуре происходит превращение аустенита в мартенсит, тем больше опасность возникновения деформаций, трещин, напряжений и других закалочных пороков, тем тщательнее следует выбирать условия закалочного охлаждения для такой стали. [c.302]

Закалка стали на мартенсит — это первый этап термической обработки конструкционной стали. Низкая пластич.чость, значительные внутренние напряжения не допускают применения конструкционной стали только в закаленном состоянии. Необходим отпуск, повышающий пластичность и вязкость и уменьшающий внутренние напряжения. [c.371]

В низкоуглеродистой стали после закалки получается достаточно пластичный мартенсит. Отпуск при 15(f снимает (конечно, только частично) внутренние напряжения и несколько повышает пластичность. В лучших сортах низкоуглеродистых легированных сталей при такой термической обработке (закалка + отпуск при 150°С) достигается высокий комплекс [c.372]

В рассмотренных ранее случаях упрочнение (высокая плотность дислокаций) достигалось мартенситным превращением. Образующийся мартенсит в углеродсодержащих сталях имеет мелкоблочное строение и большие напряжения второго рода. Уменьшение содержания углерода уменьшает ширину размытия линий рентгенограммы мартенсита (уменьшает плотность дислокаций в мартенсите) и при очень малом содержании углерода (например, 0,03%С) прочность мартенсита (игольчатого феррита) не превосходит 100—120 кгс/мм . Однако, если [c.393]

Понижение температуры до точки М,, (—30)-f-(—70 Т,) для большинства сталей вызывает превращение остаточного аустенита D мартенсит, что повышает твердость сталей с 0,8—1,1 % С на HR 1-. 3, Однако одновременно возрастают напряжения. Поэтому изделия охлаждают медленно и сразу после обработки холодом подвергают их отпуску. [c.216]

Эти структуры обладают большим удельным объемом и меньшим коэффициентом термического расширения. Поэтому при превращении аустенита в мартенсит(или в другие структуры закалки) увеличивается объем детали, вследствие чего возникают внутренние напряжения. Внутренние напряжения искажают кристаллическую решетку, приводят к короблению и деформации изделий, а также к появлению трещин. [c.121]

Низкий отпуск характеризуется невысокими температурами нагрева (до 250°С), при которых образуется мартенсит отпуска. Он незначительно уменьшает твердость и увеличивает вязкость, снижая внутренние напряжения в изделиях применяется для инструментов и изделий, которым необходимы высокая твердость и износоустойчивость. [c.121]

При дробеструйном наклепе термически обработанных сталей остаточный аустенит превращается в мартенсит, что дополнительно повышает твердость. Кроме того, при дробеструйной обработке возникают большие напряжения сжатия а в, что повышает выносливость и долговечность деталей. Так, срок службы спиральных пружин авто- [c.153]

Как указывалось, углеродистые стали после закалки приобретают достаточные магнитные свойства (стали У10—У12), поскольку величина Я значительно возрастает после закалки на мартенсит в результате возникновения напряжений в кристаллической решетке. [c.276]

При поверхностной закалке (обработка ТВЧ, газопламенная закалка) и химико-термической обработке (цементация, нитроцементация, азотирование) упрочнение обуслов.чено главным образом возникновением в поверхностном слое остаточных сжимающих напряжений вследствие образования структур большего удельного объема (мартенсит при цементации и закалке ТВЧ, нитриды и карбонитриды при нитроцементации и азотировании), чем структуры основного металла. Расширение поверхностного слоя тормозит сердцевина, сохраняющая исходную перлитную структуру, вследствие чего в поверхностном слое возникают двуосные (а в цилиндрических деталях — трехосные) напряжения сжатия. В нижележащих слоях развиваются реактивные растягивающие напряжения, имеющие небольшую величину вследствие незначительности сечения термически обработанного слоя сравнительно с сечением сердцевины. [c.316]

У стальных деталей, подвергнутых поверхностной закалке е низким отпуском, напряжения сжатия возникают также в результате происходящего при наклепе превращения остаточного аустенита в мелкоигольчатый мартенсит деформации. [c.319]

На рис. 197 показаны остаточные напряжения в поверхностном слое после закалки ТВЧ, отпуска и наклепа. Закалка (кривая 1) создает остаточные напряжения сжатия 73 кгс/мм на глубине до 0,8 мм. Отпуск при 100°С несколько снижает напряжения сжатия (кривая 2) в связи с превращением мартенсита закалки в мартенсит отпуска. С дальнейшим повышением температуры отпуска (постепенное превращение мартенсита отпуска в троостит) напряжения сжатия существенно уменьшаются (кривые 3, 4) и при 400°С (полное превращение мартенсита в троостит) практически исчезают (кривая 5). Наклеп (кривые 6-8) создает в поверхностном слое напряжения сжатия 80 кгс/мм почти независимо от вида предшествующей термообработки (при сопоставлении попарно кривых 3 — 7 и 4-8 отчетливо видно наложение напряжений сжатия, вызванных наклепом, на постепенно снижающиеся с повышением температуры отпуска закалочные напряжения). [c.320]

Пример 2. Сварная цилиндрическая емкость диаметром 508 мм со стенкой толщиной 1,02 мм подвержена действию внутреннего давления [75]. Материал сосуда — сталь с 20% никеля, отпущенная на мартенсит предел текучести Оо.г = 2149 Н/мм предел прочности Ов = 2156 Н/мм . При однократном гидравлическом нагружении сосуд разрушился при давлении 59,9 ат, что соответствует окружному напряжению Оа = 1344 Н/мм Отношение этого напряжения к пределу прочности равно 0,62, т. е. прочность стали недоиспользована почти вдвое. [c.289]

В мартенсите углерод внедрен в решетку железа, искажая которую (создавая сильные внутренние напряжения), он увеличивает магнитную жесткость основы, вызывая рост коэрцитивной силы и уменьшение магнитной проницаемости. Чем больше содержание углерода,- тем выше коэрцитивная сила сплава. Но в различных структурных составляющих углерод с разной интенсивностью увеличивает коэрцитивную силу сплава в меньшей степени, когда он внедрен в форме графита, сильнее в перлите и наиболее сильно в цементите. [c.67]

Сплавы с нестабильной аустенитной матрицей проявляют значительно более высокую износостойкость, чем сплавы со стабильной основой. Высокое сопротивление изнашиванию первых объясняется значительными изменениями, происходящими в их поверхностных слоях в процессе износа (превращение аустенита в мартенсит, создание внутренних сжимающих напряжений, выделение мелкодисперсных карбидов по плоскостям скольжения, значительное перераспределение количеств структурных составляющих и т. д.). Износостойкость таких сплавов повышается при наличии однородной карбидной фазы, причем ее содержание выше у марганцовистого аустенита по сравнению с никелевым. [c.30]

Наибольшие температуры возникают при шлифовке, для которой характерны прижоги закалки или прижоги отпуска. В этом случае имеется по меньшей мере пять зон с разной структурой. Самая глубокая — зона нормальной структуры. Вблизи поверхности имеется зона ползучести, где металл, стремится увеличить свой объем. В этой зоне возникают напряжения сжатия и поэтому в предыдущей зоне возникают напряжения растяжения. Характерная структура этой зоны — тростит, который имеет меньший объем, чем /мартенсит. Если в поверхностном слое преобладает аустенит, а нижние слои содержат тростит, то преобладающими окажутся напряжения растяжения. Если в поверхностных слоях преобладает мартенсит вторичной закалки, а отпущенный слой незнач телен, то будут преобладать сжимающие напряжения. [c.127]

Большое влияние на появление внутренних напряжений и упрочнение оказывают процессы, связанные с распадом при пластическом деформировании твердых растворов, выделением по плоскостям скольжения продуктов этого распада, а также попаданием меледу блоками осколков зерен, резко увеличивающих силы взаимодействия между отдельными элементами кристаллической решетки. При наличии в поверхностном слое после закалки структуры остаточного аустенита причиной упрочнения может явиться его распад и превращение в мартенсит. Это превращение сопровождается увеличением удельного объема, что также приводит к возникновению остаточных напряжений сжатия. Наряду с этим идет измельчение мартенсита, превращение его в мелкоигольчатую структуру, которое сопровождается повышением всех механических свойств металла. Изменение механических свойств поверхностных слоев сопровождается и выпадением карбидной фазы, которое наблюдается при обработке ряда сталей. [c.97]

Таким образом, можно считать, что при оптимальных условиях под действием внешних сил из исходной фазы образуется мартенсит напряжения, затем в результате продолжения превращения под действием напряжений из этого мартенсита образуется особый мартенсит. На рис. 1.29, е показан пример, когда из исходной фазы на начальной стадии в результате превращения, вызванного напряжениями, образуется мартеисит, в конце этой стадии образец становится монокристаллом -мартенсита. При еще большем растяжении этот монокристаллический образец упруго деформируется до следующей стадии. Вторая стадия [c.50]

Следует отметить, что мартенсит может образоваться из аустенита не только в результате его резкого охлаждения, но и в результате упругой и пластической деформации аустенитного зерна. Поэтому различают мартенсит охлаждения, мартенсит напряжения и мартенсит пластической деформации, или просто мартенсит деформации. Эффект мартенситообразования под действием деформации может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на аустенитные сплавы, что широко используется на практике. Упрочнение железоуглеродистых сплавов путем закалки на мартенсит обусловлено образованием пересыщенного углеродом а-раствора внедрения, повышением плотности дислокаций, образованием на дислокациях атмосфер из атомов углерода и выделением из а-раствора дисперсных частиц карбида. [c.114]

В последнее время выдвинуто предположение, по которому развитие отпускной хрупкости вызывается неравномерностью распада пересыщенного твердого раствора углерода в а-жслезе (в отпущенном мартенсите). Распад протекает при этих температурах наиболее полно (почти до конца) по гоя-ницам зерен, в результате чего появляется резкое различие между прочностью пограничных слоев зерна и телом самого зерна. В этом случае менее прочные приграничные слои начинают играть роль концентратов напряжения, что и приводит к хрупкому разрущению. При увеличении продолжительности отпуска или при повышении температуры степень распада раствора должна выравниваться по зерну, а вязкость стали восстанавли-ват1)Ся. [c.374]

Структура мартенсита образуется при быстром охлаждении в результате перехода решетки твердого раствора у-железа (аусте-пнта) в решетку твердого раствора а-железа (феррита) без выделения углерода из раствора. Переход 7-железа в а-железо сопровождается изменением объемов кристаллических решеток, что вызывает появление внутренних, дополнительных напряжений. Мартенсит представляет собой пересыш,енный раствор углерода в а-железе с искаженной кристаллической решеткой. Сплав со структурой мартенсита обладает большой твердостью и прочностью. [c.13]

Заключительной оиеранией термической обработки цементованных деталей во всех случаях является низкий отпуск при 160— 180 °С, переводящий мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит, снимаюи1ий напряжения. [c.237]

Прерывистая закалка (в двух средах) (рис. 9.5, кривая 2) осуществляется последовательным охлаждением деталей вначале в воде до 300—350° С, а затем в масле или на воздухе более замедленным охлаждением в интервале мартенситного превращения. В этом случае уменьшаются внутренние напряжения, возникающие при переходе ауетенита в мартенсит. Недостатком прерывистой закалки является сложность регулирования времени выдержки в первом охладителе. [c.119]

Детали, закаленные на мартенсит, упрочняют обработкой на белый слой точением твердосплавными резцами с большим отрицательным передним углом (до 45°) без смазочно-охлаждающих жидкостей при скорости резания 60 — 80 м/мин. Поверхностный слой при этом подвергается своего рода термомеханической обработке, представляющей собой совмещение процессов высокотемпературной деформации и вторичной закалки. На поверхности образуется светлая нетравящаяся корка толщиной 0,1—0,2 мм, обладающая высокой твердостью НУ 1000—1300 При исходной твердости материала НУ 600—700) и состоящая из мелкозернистого (размер зерна 0,05—0,1 мкм) тонкоигольчатого мартенсита втюричной закалки с высокодисперсными карбидными включениями. В зоне белого слоя возникают чрезвычайно высокие сжимающие напряжения (до 500 кгс/мм ), обусловливающие резкое повыщение циклической прочности. Усталостно-коррозионная стойкость повышается примерно в 10 раз п6 сравнению с исходной. Хорошие результаты получаются только йрн условии сплошности белого слоя. В противном случае на участках разрыва слоя возникают скачки напряжений, снижаюНтие циклическую прочность. Чистовую обработку белого слоя производят микрошлифованием, полированием и суперфинишированием. [c.323]

Мартенсит по сравнению с другими структурными составляющими стали, и особенно с аустенитом, имеет наибольший удельный объем. Удельный объем аустенита при содержании 0,2....0,4 %С составляет 0,12227 0,12528 см /г, а мартенсита 0,12708.. 0,13061 смУг. Увеличение удельного объема при образовании мартенсита является одной из основных причин возникновения при закалке больших внутренних напряжений, вызывающих деформацию изделий или даже появление трешин. [c.54]

Здесь следует заметить, что существует такая достаточно большая скорость охлаждения аустенита, начиная с которой он уже не успевает распадаться на феррито-цементнуую смесь, а переохлаждаясь до вполне определенной температуры, превращается в пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в a-Fe. Этот раствор, называемый мартенситом, очень тверд и хрупок. Его твердость составляет 600 кгс/мм НВ. Мартенситное превращение требует непрерывного охлаждения от температурной точки М (начало мартенситного превращения) до точки М (конец мартенсит-ного превращения). Оно происходит в результате бездиффузионно-го аллотропического превращения v-Fe а a-Fe (ГЦК-решетки в ОЦК), при котором вследствие отсутствия диффузии из-за низкой температуры весь находившийся в аустените растворенный углерод остается в новой ОЦК-решетке и оказывается растворенным в а-Ре. Но так как растворимость углерода в a-Fe значительно меньше, то получается пересыщенный раствор с большими искажениями решетки и внутренними напряжениями. Эти искажения и напряжения называются закалочными, их появлению способствует очень большая плотность возникающих дислокаций. [c.34]

Общее представление о механизме упрочнения стали в результате ТМО было бы неполны.м, если не рассмотреть еще возможность полиморфного превращения стали под напряжением. В работах Курдюмова с сотрудниками [21] было показано понижение мартенситной точки, а также превращение аустенита в мартенсит непосредственно во время деформации в надмартенситной области температур. С увеличением степени деформации указанные явления протекают все более интенсивно, причем максимальное превращение аустенита в мартенсит под действием приложенного напряжения происходит обычно при деформации свыше 50%, но при этом почти полностью исключается прев ращение при последующем охлаждении. Кристаллы так называемого мартенсита деформации мельче кристаллов мартенсита охлаждения недеформированной стали, что также способствует упрочнению. Дисперсность структуры мартенсита деформации тем выше, чем больше степень деформации аустенита в надмартенситной области температур. [c.16]

Магнитнотвердые стали этой группы охватывают в основном хромистые, вольфрамовые и кобальтовые стали, которые приобретают повышенную коэрцитивную силу после закаливания на мартенсит. Помимо мартенсита после термообработки эти стали содержат. высокодисперсные карбиды. Наличие больших внутренних напряжений в основном предопределяет более высокую коэрцитивную силу, чем в обычных сталях. Хромистые стали отличаются от углеродистой стали присадкой хрома (до 3%) вольфрамовые н кобальтовые стали помимо хрома содержат соответственно присадки вольфрама (до 8%) и кобальта (до 15%). Введение вольфрама сопровождается повышением В , а кобальта — увеличением и В/, одновременно возрастает и (ВН)тах- Наиболее высокие для этих сталей магнитные свойства получаются в результате сложной термообработки, которая осуществляется после изготовления магнитов. Однако в магнитах из этих сталей наблюдается некоторое снижение остаточной индукции с течением времени. Для повышения стабильности применяют искусственное остарнвание выдерживанием. в кипящей воде и частичным размагничиванием готовых магнитов. Все стали допускают ковку в нагретом состоянии и холодную обработку ДО закалки..Магнитные характеристики относительно невысоки так, для хромистой стали с содержанием около 3% Сг и 1% С (остальное Fe) значения В, = 0,95 тЛ, — 4,8 ка1м-,- (ВН)тгх не менее 1,1 Kdot jM (табл. 20.1). Мартенситные стали могут применяться [c.263]

Эффективность применения указанных технологических приемов для сглаживания электрохимической гетерогенности сварного соединения во многом зависит от способности основного металла и релаксации остаточных напряжений. В этом направлении представляются весьма перспективными малоуглеродистые стали мар-тенситного класса, обладающие высокой прочностью, пластичностью и ударной вязкостью, например, сталь 07ХЗГНМ (0,1% С 3,0% Сг 0,8—1,2% Ni 0,3—0,35% Мо). Малоуглеродистый мартенсит этой стали имеет тонкую субмикроструктуру, состоящую из пакетов параллельных пластин с высокой плотностью дислокаций, обеспечивающей высокие прочностные характеристики (о з = 1150 МПа, 00,2 = 900 МПа). Однако низкое содержание углерода (от 0,05 до 0,1%) обусловливает сохранение подвижности значительной доли дислокаций, образующихся в процессе у -> а-превращения, и облегчает релаксацию напряжений путем микропластических деформаций. Релаксации напряжений способствует высокая температура начала мартенситного превращения (480 °С и выше). Сталь имеет низкую критическую скорость закалки. Она закаливается с прокатного нагрева, сохраняя при этом высокие технологические свойства (б = 20%, = [c.220]

Накоплен значительный опыт по контролю качества термической обработки плунжерны х пар различных агрегатов двигателей (например, топливных насосов) из стали ХВГ (С —0,9-М,05 Мп —0,8-1,1 Si — 0,15- 0,35 W—1,2- 1,6%). Она относится к мартенситным сталям. При низком отпуске этой стали мартенсит закалки переходит в отпущенный мартенсит с решеткой, близкой к кубической, тер мическ ие и фазовые напряжения снимаются. Нарушения режима термической обработки приводят к появлению больших внутренних напряжений и при последующей шлифовке — к трещинам. Общепринятый цикл термической обработки этой стали включает нагрев под закалку при температуре 830 10°С, охлаждение на воздухе или в масле, П1ромывку (иногда пассивирование), обработку холодом до температур—(70— 78 °С) в течение 2,5—3 ч, выдержку на воздухе, низкий отпуск при температуре 200—240 С с выдержкой в течение четырех часов. [c.118]

Иначе обстоит дело при микроударном нагружении мартенсита. При таком виде воздействия мартенсит ведет себя как структура с высокой пластичностью и большой упрочняемостью [152]. Это обстоятельство авторы объясняют особенностями деформации перенасыщенного твердого раствора (каким является мартенсит), характеро.м приложения нагрузки и условиями деформации. Контактный способ приложения нагрузки также создает объемное напряженное состояние микроучастков. Таким образом, при ударном воздействии абразивных зерен сопротивление металла изнашиванию определяется свойством поверхностных слоев выдерживать многократное пластическое деформирование без разрушения. [c.168]

Из всего сказанного следует, что для коррозионного зарождения и развития трещины большое значение имеет исходный (фоновый) уровень электрохимической гетерогенности поверхности чем он выше, чем хуже условия для коррозионного зарождения трещины, тем более устойчив металл. Действительно, отожженньхе (нормализованные) стали с гетерогенной перлит-ферритной структурой весьма стойки к коррозии Под напряжением. Стали же, закаленные на мартенсит с гомогенной структурой твердого раствора, обладают наибольшей склонностью к коррозионно-механическому разрушеншо [8, 71]. [c.67]

В процессе отпуска закаленных углеродистых сталей содержание углерода в мартенсите (пересыщенном твердом растворе углерода в решетке 0-железа) уменьшается, при вьаделении углерода из мартенсита уменьшаются внутренние напряжения, снижа- [c.123]

Общепризнано, что неотпущенный мартенсит ускоряет охрупчивание под воздействием среды [10, 27, 43j. По-видимому, это в большой степени обусловлено хрупкой природой пластинок мартенсита [10]. В частности, высказывалось предпололсение, что высокие упругие напряжения, связанные с образованием пластинок, являются основной причиной охрупчивания, поскольку известно, например, что высокие остаточные напряжения ускоряют индуцированное водородом растрескивание даже в отсутствие мартенсита [44]. Такое представление согласуется с результатами испытаний сталей TRIP в водороде [45, 46]. Диффузия, по-видимому, не играет важной роли, поскольку водород диффундирует в неотпу-щенно-М мартенсите медленнее, чем в отпущенном [14]. [c.60]

Высокая эффективность упрочнения мартенситной стали объясняется развитием дислокаций и перераспределением атомов внедрения углерода в кристаллической решетке. Вследствие неравномерности деформации при накатке в поверхностном слое глубиной 5— 20 мкм могут возникать микротрещины и микронадрывы. Мартенсит-ная сталь, отличающаяся более высокой прочностью, чем стали с сорбитной структурой, меньше склонна к образованию трещин. Чтобы их вызвать, нужно накатку производить при большей силе. Эффект упрочнения сталей с мартенситной структурой был бы еще выше, если бы не малое сопротивление хрупкому разрушению и не повышенная чувствительность к концентраторам напряжений. Связанное с накаткой повышение механических свойств как бы компенсирует недостаток пластичности указанных сталей. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...