Хрупкость стали, зоны хрупкости

Влияние усталости на критическую температуру хрупкости стали ВСт.Зсп в зоне термомеханического старения показано на рис. 29, б. В этом случае критическая температура хрупкости Г р зоны старения после сварки в исходном состоянии выше основного материала ВСт.Зсп более чем на 10°С. В процессе работы на усталость Г р основного металла и зоны старения повышаются до 20°С. При использовании результатов исследований [77, 103] следует учитывать, что усталость накапливалась при высокой частоте — 20 Гц, что редко встречается в технике. Повреждаемость металла при малых частотах нагружения может быть выше, так как накопление усталостных повреждений при реальных частотах (до 1000 Гц) развивается более интенсивно. Большинство исследователей считают, что повышение частоты нагружения до 1000 Гц не влияет на предел выносливости, но дальнейшее повышение вызывает рост сопротивления усталости так, при частоте 20.Гц предел выносливости повышается на 40%. [c.80]

Для процессов, связанных с полным или частичным разделением металла на части, характерным показателем служит напряжение при срезе т р при обычной (табл. 31) и повышенных температурах (табл. 32). В зоне синеломкости от 100 до 400° С из-за сильного увеличения хрупкости сталь подвергать обработке не рекомендуется. [c.69]

Малоуглеродистые, среднеуглеродистые, низко- И среднелегированные конструкционные стали при испытании на осадку в интервале температур ковки и горячей штамповки (800—1200° С) не обнаруживают хрупкого состояния. Исключение составляет общеизвестная хрупкость сталей при температурах 300— 500° С, называемая синеломкостью, и хрупкость армко-железа при температурах 820— 1100 С. Эти зоны хрупкости обнаруживаются как при испытании на осадку, так и при испытании на удар изгибом. [c.289]

После нагрева выше 1000° сталь в холодном состоянии теряет пластичность в интервале температур 400—500° имеет зону хрупкости Не чувствительна Низкая [c.470]

При длительной работе конструкций из ферритной стали при температурах 350—550° развивается так называемая 475-градусная хрупкость, которая выражается в увеличении хрупкости стали с течением времени (старение). Возникновение 475-градусной хрупкости связано с образованием г-фазы и вызывается перераспределением атомов железа и хрома, предшествующим образованию этого химического соединения. При медленном охлаждении ферритной стали от высоких температур пли при нагреве ее до температур 950° и выше эта сталь проявляет повышенную склонность к росту зерна стали, которая не может быть устранена последующей термической обработкой. Поэтому при сварке ферритных сталей всегда наблюдается рост зерна стали в околошовной зоне. Рост зерна усиливается при увеличении времени роста зерна, т. е. при увеличении погонной энергии. Этому способствует и пониженная теплопроводность стали (60% от теплопроводности низкоуглеродистой и низколегированной стали). [c.492]

В зоне термического влияния возможно выделение карбидов из аустенита и, следовательно, повышение хрупкости стали. При наплавке сталь 50Г склонна к образованию трещин, к перегреву и образованию значительных внутренних напряжений. Все эти причины вынуждают не рекомендовать наплавку шеек коленчатых валов из стали 50Г. [c.116]

Хромоникелевые стали обладают склонностью к отпускной хрупкости в зоне температур 300—400 С и 550—600° С, поэтому при всех операциях термической обработки охлаждение деталей с температур 600° следует производить в воде или в масле. [c.187]

Для предотвращения хрупкости в зоне шва, образующейся при высоких температурах сварки, рекомендуется применение высокого отпуска при температуре 760—800° С. При нагреве выше 850° сталь весьма склонна к сильному росту зерна, что связано с появлением хрупкости. Тепловая хрупкость также наблюдается при длительном нагреве в температурном интервале 450-510°С. [c.237]

Зоны хрупкости стали [c.41]

После нового отпуска при 650—700° и быстрого охлаждения сталь опять приобретает вязкость. Последующая выдержка в зоне хрупкости вновь делает сталь хрупкой и т. д. Увеличение числа подобных циклов снижает восприимчивость стали к хрупкости [114]. [c.704]

Молибден повышает прочность, текучесть и ударную вязкость, особенно при повышенных температурах. В конструкционных сталях его содержание бывает от 0,15 до 0,3%. Повышенное содержание молибдена иногда способствует образованию трещин в зоне термического влияния. Молибден целесообразно применять для устранения отпускной хрупкости стали. [c.150]

При проведении коррозионно-механических испытаний конструктивных сталей на трещиностойкость обнаружено воздействие ряда газов из газовой фазы над нагруженным металлом на скорость докритического роста трещины. Доказано воздействие молекулярного водорода, связываемое с тем, что молекулярный водород диссоциирует на атомы на ювенильной поверхности развивающейся трещины, причем адсорбированный атом водорода является отрицательным концом диполя Ме-Н. Этот атомарный водород не может в большом количестве проникнуть в решетку металла за короткое время проявления эффекта облегчения роста трещины и вызвать водородную хрупкость стали. но формирует особые условия зоны предразрушения [6. 7]. [c.8]

Растворенный водород также оказывается нежелательным, так как он резко уменьшает пластичность металлов (стали, медные и алюминиевые сплавы), вызывает пористость в сварных швах и в зоне термического влияния. Так называемая водородная хрупкость металлов- в настоящее время стала важной технической и научной проблемой, так как применение упрочненных сталей, обладающих малым запасом пластичности б, вызывает замедленное разрушение сварных конструкций. [c.347]

Возникновение усталостной трещины у неметаллического включения в высокопрочных сталях происходит из-за того, что возле него образуется зона объемного напряженного состояния, стесняющего пластические деформации. В некоторых случаях причиной возникновения усталостной трещины мол<ет быть повышенная хрупкость самого неметаллического включения. При этом, чем большим запасом пластичности обладает матрица основного металла и чем глубже под поверхностью располагается включение, возле которого возникает усталостная трещина, тем большее максимальное напряжение цикла необходимо для ее развития. В этом случае выражение для определения [c.123]

В работе [103] исследовано влияние усталости на критическую температуру хрупкости Т р зон стыковых сварных соединений сталей ВСт.Зсп и ЮХСНД. Накопление усталости произведено на цилиндрических образцах диаметром 11 мм с острым надрезом (г=0,25 мм, глубина 1,75 мм) при растяжении — сжатии с частотой 20-10 Гц, как и в работе [77]. Критическая температура определялась по уровню u iv = 2 кгм/см . [c.79]

На рис. 29, а показано влияние усталости на крити-, вескую температуру хрупкости основного металла ВСт.Зсп [103]. Максимальное повышение критической температуры хрупкости основного металла стали ВСт.Зсп под влиянием усталости составило 60°С (от —40°С в исходном состоянии до 20°С к моменту появления усталостной трещины). Эти данные можно сопоставить с результатами, полученными в работе [80] в подобных условиях, когда критическая температура хрупкости 7, p(a iv = 2 кгс м/см ) стали Ст.Зсп повысилась от —32°С в исходном состоянии до —5°С после нагружения в зоне повреждаемости (0,7Np). Сопоставление влия- [c.79]

Так, создаваемые при ВМТО искажения границ в значительной степени предотв-ращают также образование фаз, ослабляющих связь между соседними зернами [16, 13], что приводит к существенному повышению сопротивления хрупкому разрушению. В частности, локализация деформации по границам зерен и связанное с этим искажение межзеренных переходных зон, сохраняемое и после охлаждения, благоприятно изменяют условия обособления, а также форму фаз и соединений, ответственных за развитие отпускной хрупкости стали, и, кроме того, способствуют оптимальному, т. е. соответствующему наивысшей прочности, распределению частиц упрочняющей фазы. [c.49]

Известно, что НТМО не приводит к заметному подавлению хрупкости стали [108], в то время как ВТМО позволяет резко ослабить проявление отпускной хрупкости в опасном интервале температур отпуска [16, 70, 88, 89] и повысить ударную вязкость при комнатной и низких температурах [16, 70, 77, 88, 89, 90, 92]. В связи с этим значительный интерес представляет комбинированное применение ВТМО и НТМО, причем ВТМО должна привести к подавлению охрупчивания стали при отпуске, а НТМО — резко поднять предел прочности и твердости стали. Совместное применение ВТМО и НТМО было исследовано В. Д. Садовским и др. [108]. Часть образцов стали 37ХНЗА подвергали упрочнению методом НТМО (нагрев до 1150 " подстуживание до БЗО деформация 60% ковкой закалка-f отпуск), другую часть упрочняли по обычному режиму ВТМО (нагрев до 1150° деформация 30% при 900° закалка-f отпуск), а третью партию подвергали комбинированной термомеханической обработке вначале образцы проходили ВТМО, а затем НТМО по указанным выше режимам. Результаты ударных испытаний стали, подвергнутой такой обработке, показали, что совмещение на одном и том же объекте процессов ВТМО и НТМО значительно повышает ударную вязкость в зоне развития обратимой хрупкости и одновременно увеличивает твердость стали. [c.74]

Стали 0X17Т и Х25Т, стабилизированные Ti и Nb, при непродолжительном высокотемпературном нагреве (например, в ходе сварки) не теряют стойкость к МКК, однако их механические свойства ухудшаются из-за роста зерна в зоне сварного соединения при нагреве. Порог хладноломкости сдвигается в область положительных температур. Термический цикл сварки ухудшает пластичность, которая достигается при прокатке толстого листа стали при пониженных температурах. Хрупкость сталей типа Х28 связана также с присутствием в них продуктов распада аустенита, который образуется из карбидов и карбонитридов при высоких температурах. [c.20]

Можно выделить три возможных по времени э гаг1а разру1нения высокотемпературных конструкций (схема 1). Первый из них связан с испытанием изделия перед пуском в эксплуатацию. Подобного вида разрушения имеют место, например, при гидравлическом испытании сварных барабанов котлов, корпусов арматуры из низколегированных конструкционных и теплоустойчивых перлитных сталей, а также сталей ферритного и феррито-аустенитного классов. Причиной их является обычно заметное повышение переходной температуры хрупкости отдельных зон сварного соединения в сочетании с резким концентратором напряжений в последних. Такими зонами могут явиться зона деформационного старения в сварных соединениях малоуглеродистых и низколегированных сталей и околошовная зона в соединениях низколегированных сталей повышенной прочности и ферритных сталей. Развитию хрупкости этих зон в ряде случаев может способствовать некачественно проведенная термическая обработка изделия после сварки. [c.71]

Высокое сопротивление хрупкому разрушению основного метал-л а и околошовной зоны, удаленной на расстояние от зоны сплавления не менее чем на 3 4 мм, обусловлено наличием в структуре стали 08Х22Н6Т островков аустенита. Критическая температура хрупкости стали, определенная по наличию в изломе 50% волокнистой со-ставляюпцей, изменяется от +5 до -1-32 °С (табл. 5.13). [c.327]

Для сосудов и аппаратов давления, резервуаров, эксплуатируемых в условиях возможного хрупкого разрушения, когда при отсутствии в технической документации (в паспорте) сведений по ударной вязкости стали при проведении экспертного обследования выявлены трещино-образование, щелевая и/или точечная коррозия, наличие зон пластической деформации (например, образование гофра и т.п.), необходимо определить фактическую критическую температуру хрупкости стали, руководствуясь п. 5.5 Приложения 2 ПНАЭ Г-7-002. При этом в качестве критериальных следует принимать значения ударной вяз кости, соответствующие требованиям ПБ 03-384-00 [40] для сосудов и аппаратов давления и ПБ 03-381-00 [93] для вертикальных цилиндрических стальных резервуаров (определяющие допускаемые значения ударной вязкости в зависимости от температуры испытания). [c.378]

Со стороны вьюоких температур отпуска к зоне развития обратимой отпускной хрупкости примыкает зона необратимой высокотемпературной отпускной хрупкости, развивающейся, в отличие от первой, лишь в результате очень длительных (сотни и тьюячи часов) выдержек при температурах от 600—625 С и почти до Асг [274], Хрупкость этого вида отличается от обратимой отпускной хрупкости тем, что она необратима (т.е, не может быть устранена термической обработкой в ферритной области температур), не приводит к изменению вида хрупкого разрушения от транскристаллитного к интеркристаллитному, не чувствительна к скорости охлаждения от температуры отпуска, усиливается с повышением температуры отпуска вплоть до Асг несмотря на снижение прочности (при этом кинетика охрупчивания аналогична кинетике разупрочнения). Необратимая вьюокотемпературнан отпускная хрупкость связана в основном с процессами коагуляции карбидной азы. Например, в случае Мп — N1 — Мо стали А533-В ее развитие при 670°С (за 120 ч критическая температура хрупкости возрастает примерно на 50°С) обусловлено образованием по границам зерен крупных легированных молибденом карбидов типа Ме2з б размером в несколько микрон, в результате чего облегчается зарождение хрупких трещин, распространяющихся затем внутризеренно [274], Таким образом, хрупкость этого вида не имеет ничего общего с обратимой отпускной хрупкостью, и их легко различить между собой несмотря на близость (и даже перекрытие) температурных интервалов развития. [c.12]

Влияние газов на свойства металла зависит от формы, в которой присутствует газ. Пузыри и поры, появляющиеся в результате выделения газов при затвердевании. металла, часто служат причиной появления трещин при обработке его давлением твердые включения типа закиси железа, расположенные по границам зерен, вызывают красноломкость, включения с высокой твердостью являются причиной хладо-ломкости. Газы, растворенные в твердом металле, также влияют на его механические свойства. Кислород влияет на растворимость углерода в аусте-ките и феррите и в связи с этим изменяет структуру стали он является одной из причин красноломкости стали. Азот действует на механические свойства подобно фосфору, но значительно сильнее. Наличием азота объясняют синеломкость или теплоло.мкость, старение, а также пузырчатость листового металла во время прокаливания. Водород увеличивает твердость и хрупкость стали. Важную роль приписывают водороду как причине образования флокенов и зоны столбчатых кристаллов в слитке. [c.54]

Развитие химической и электрохимической коррозии, механического и коррозионно-механического износа (механохимической коррозии) определяется энергетическими взаимодействиями в системе металл-1 — металл-2 — нефтепродукт — ПАВ — вода (электролит) (см. рис. 1). К важнейшим энергетическим характеристикам, определяющим эти процессы, относятся прежде всего характеристики самих металлов, связанные с их свойствами (пластичностью, твердостью, хрупкостью, коррозионной стойкостью и др.) работа выхода электрона из 1металла поверхностный потенциал металла Уд, контактная разность потенциалов (КРП),, нормальный электродный потенциал V нэп, потенциал нулевого заряда металла (Унз), свободная поверхностная энергия металла ( поверхностное натяжение металла) ме, энергия кристаллической решетки металла кр и др. [44—53]. Эти характеристики для одного и того же металла существенно отличаются в зависимости от состояния его внешней (видимой) и внутренней (микротрещины, совокупность внутренних дефектов) поверх ности. Эти характеристики различны также для зоны ювенильного металла и внешней зо ны наклепа — слоев деформированного металла, образующегося в результате механической обработки. Для стали зона наклепа может распространяться па глубину от 0,01 мм (при протяжке) и до 3—4 мм (при точении, прессовании) [44]. [c.18]

Большое втияние на стойкость штампов оказывает склонность стали к отпускной хрупкости, г. е. снижение ударной вязкости после медленного охлаждения при отпуске или в результате длительного пребывания в температурной зоне хрупкости (500° С). Для образцов штамповых сталей некоторых марок на фиг. ШО приведены [c.887]

В первом случае хрупкость, связанная с крупным зерном, представляет опасность не только для околошовной зоны, но и для металла сварного шва. В некоторой степени она может быть уменьшена, если применять сварочные материалы, даюн ,ие состав металла швов, который при сварочных скоростях охлаждения позволяет получить не чисто ферритную структуру, а с некоторым содержанием мартенситной составляющей. 9то возможно при сварке сталей, содержащих Сг 18%, и достигается введением в металл шва углерода, азота, никеля, марганца. В зависимости от свойств такого закаленного при сварке металла шва выбирают и реячим последующей термообработки. Обычно появление такой гетерогенной структуры снижает коррозионную стойкость сварных соединений в ряде химически агрессивных сред. [c.274]

Появление хрупкости II рода наиболее вероятно связано с сегрегацией атомов некоторых элементов (главным образом, фосфора) на [ рапицах зерен, и обогащением поверхностных слоев зерна этими. элемента.ми без выделении избыточных мелкодисперсных фаз (карбидов, фосфидов и т. д.). Обогащение пограничных зон фосфором, снижающим работу образования межзереныых трещин, приводит к развитию отпускной хрупкости. Чем чище сталь от примесей, тем меньше ее склонность к отпускной хрупкости. [c.190]

НТМО еще больше повышает прочностные характеристики стали а -=2700—3000 Мн1м . Однако сохраняется склонность сталей к отпускной хрупкости и требуется более дорогостоящее оборудование (поскольку необходима более высокая степень деформации). НТМО используют только для сталей с широкой зоной устойчивого аустенита. [c.132]

Противоположным свойству пластичности является свойство хрупкости, т. е. способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для та1сих материалов величина удлинения при разрыве ме превышает 2—5Уо, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглерод1 Стая инстру.ме/п альная сталь, стекло, кирпич, камни и др. Диаграм.ма растяжения хрупких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения (рис. 57). [c.65]

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 1СВ по АЗТМ и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии ударная вязкость КСУ 4д при пониженной температуре составляла 12 Дж/см , относительное удлинение 8 — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. На гболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса. [c.52]

Основные результаты, полученные при исследовании указанных свойств В. Д. Садовским, Е. Н. Соколковым и другими исследователями, представлены в табл. 6. Там же указаны технологические режимы ВТМО и для сравнения приведены свойства исследованных сталей в неупрочненном состоянии (после закалки по стандартному режиму). ВТМО, особенно с подсту-живанием после начального нагрева до 950—900°, чтобы предотвратить развитие рекристаллизации, может привести к увеличению более чем в 2 раза ударной вязкости легированной стали [77, 92], а в некоторых случаях (сталь 20ХНЗ) — повысить ее почти в 10 раз [90]. При этом степень обжатия упрочняемого металла на первой стадии ВТМО не превышает 20— 30%. Изменение характера разрушения упрочненных сталей, повышение их вязкости и снижение чувствительности к обратимой отпускной хрупкости связываются [77, 91] с локализацией деформации по границам аустенитного зерна исходного нагрева и с искажением кристаллической решетки межзеренных переходных зон, сохраняемых после закалки, что изменяет условия выпадения и коагуляции фаз, способствующих развитию отпускной хрупкости, а также ослабляющих связь между соседними зернами [16, 13]. [c.56]

Однако метод НТМО пригоден лишь для сталей с широкой зоной устойчивости аустенита. Распад аустенита во время деформирования стали при 500—350° в ряде случаев приводит к резкому снижению предела прочности. Поэтому, чтобы сохранить сталь в аустенитном состоянии, необходимо во время теплой деформации ((прокатка при температуре выше мартенситной точки Мн) производить промежуточные подогревы деформируемого металла. Если во время пластической деформации температура металла опустится ниже мартенситной точки, то в результате такой обработки образуются продукты отпуска повышенной хрупкости и при последующем испытании обработанной таким образом стали наблюдается преждевременный разрыв. При еще более низких температурах деформации аустенит будет распадаться с образованием смещанной бейнитно-мартенситной структуры, в результате чего уровень прочности должен сохраняться высоким но эта температурная область обработки относится уже к способу термомеханического упрочнения стали методом аусформинг , который будет рассмотрен ниже. [c.60]

В большинстве случаев зона излома, соответствующая стадии медленного распространения треш,ины, имеет тем более хрупкий характер, чем больше долговечность образца. Например, образцы стали Н17К12М5Т, изготовленные из металла разных плавок, но с практически одинаковыми механическими свойствами при кратковременных испытаниях, показали разброс по долговечности при испытаниях на КПН при а =1,50 ГН/м2 от 2,5 до 8 сут. В образцах с большей долговечностью в зоне КПН наблюдалось хрупкое межзеренное разрушение, в зоне долома — пластичное, внутризеренное в образцах с малой долговечностью разрушение в зоне КПН менее хрупкое, а в зоне долома менее пластичное (рис. 52). При кадмировании той же стали долговечность снизилась от 4 сут (без кадмирования) до 5—10 ч разрушение в зоне КПН было межзеренным, но менее хрупким, чем без кадмирования. Охрупчивания в зоне долома при КПН с увеличением долговечности, как правило, не наблюдается, в противоположность замедленному разрушению при водородной хрупкости. [c.79]

На рис. 133 приведена панорамная микрофотография зоны низкотемпературного разрущения слоистой композиции Х18Н10Т + кремнистое железо + Х18Н10Т, иллюстрирующая поддерживающий эффект, создаваемый слоем стали Х18Н10Т, нечувствительным к охрупчиванию при низких температурах. Этот эффект смещения критической температуры хрупкости всей слоистой композиции в сторону более низких температур может быть связан также с возникновением сложнонапряженного состояния, как, например, показано в работе [103] при исследовании закономерностей перехода вязко-хрупкого разрушения молибдена в медно-молибденовой слоистой композиции, деформированной в интервале температур 77—300 К. [c.228]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...