Сталь Превращения при низких температура

Эти фазы образуются в редких по составу высоколегированных сталях, преимущественно при низких температурах и могут рассматриваться как промежуточные фазы, т. е. возможна такая цепь превращений [c.268]

Наклеп при комнатной температуре может значительно ускорить мартенситное превращение при низких температурах в аустенитных швах стали типа 18-8 с малым содержанием углерода. Исследования Г. В. Курдюмова и его учеников показали, что интенсивность превращения у 7W (в сталях типа 18-8) зависит от степени деформации. Малые деформации могут активизировать мартенситное превращение, большие, наоборот, затормозить его. [c.153]

Механические свойства и работоспособность сталей, работающих при низких температурах, зависят от многих факторов. К ним прежде всего относятся тип кристаллической решетки, размер зерна и состояние его границ, содержание легирующих элементов и примесей, форма, размер, состав и количество неметаллических включений. Насыщение металла водородом увеличивает хрупкость стали. Сварка способствует росту зерна и дополнительному наводораживанию, что увеличивает хладноломкость сварных соединений. Кроме того, нагрев при сварке может способствовать фазовым превращениям и выделению примесей по границам зерен, что также повышает хрупкость стали. [c.261]

Рис. 3. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях сталей, испытывающих структурные превращения при низких температурах

В сталях, имеющих температуру Мк ниже комнатной (содержание углерода выше 0,4...0,5%), присутствует остаточный аустенит. Его количество тем больше, чем ниже точки Мн и Мк. Остаточный аустенит понижает твердость, износостойкость и нередко приводит к изменению размеров деталей, работающих при низких температурах,в результате самопроизвольно.го превращения его в мартенсит. Для устранения остаточного аустенита закаленную сталь подвергают обработке холодом, т е. охлаждают ниже точки Мк ло минус 30 "с... минус 60 "С. [c.53]

Существенный интерес представляет изучение влияния структурного состояния на низкотемпературную прочность материалов. Например, микро-структурные исследования механизмов низкотемпературной деформации в определенной степени объясняют устанавливаемые закономерности изменения механических свойств. При выполнении таких исследований важно рассматривать микроструктурные особенности материалов, учитывать тип их кристаллической решетки, фазовый состав, возможность протекания полиморфных превращений, мартенситных переходов и т. п. Известно, что многие конструкционные стали, имеющие, например, аустенитную структуру при комнатной температуре, становятся аустенито-мартенситными при низких температурах, что, в частности, отражается на характере механизма деформации и соответственно на уровне механических свойств исследуемых материалов. [c.190]

При остывании легированной стали распад аустенита в зависимости от ее химического состава и скорости остывания может начаться при низких температурах (гораздо ниже, чем при его образовании при нагреве) с переходом аустенита в мартенсит, образование которого связано с резким увеличением объема. Так как в этом случае объемные деформации происходят при температурах, когда металл находится в упругом состоянии, то эти структурные превращения приводят к образованию остаточных напряжений. [c.211]

Однако при низких температурах в некоторых марках сталей возможны активные фазовые превращения, в результате которых размеры деталей могут увеличиваться. Это сопровождается заметным ростом натяга, что может быть причиной снижения качества сборки. Поэтому не следует охлаждать стальные детали ниже тех температур, которые необходимы по условиям сборки соединений, а также выдерживать длительное время детали в камере холодильника. [c.232]

Хотя изотермический распад аустенита во второй зоне протекает не до полного превращения, однако при последующем охлаждении аустенит или совсем не превращается в мартенсит (фиг. 79, кривая 4), или превращается частично, но при низких температурах (фиг. 79, кривые 7,2и5). В результате изотермического превращения во второй зоне вместо нормального (около 30%) количества остаточного аустенита в закалённой стали получается его значительно больше, а твёрдость закалённой стали значительно снижается (фиг. 80). [c.457]

Структура высаженного поверхностного слоя стали 50, не подвергнутого сглаживанию, имеет темный фон с тонкими прожилками феррита. Отличается она весьма мелкой дисперсностью, характерной для металла, деформированного при высокой температуре, которая, однако, ниже температуры фазового превращения. Более низкая температура объясняется тем, что при высадке поверхностного контакта инструмента с деталью больше, чем контактная поверхность при сглаживании, а отсюда более низкая сила тока и температура нагрева. [c.151]

Обработка стали холодом. В закаленной стали, особенно содержащей более 0,4—0,5 % С, у которой точка Л1 лежит ниже нуля (см. рис. 120), всегда присутствует остаточный аустенит. Аустенит понижает твердость, износостойкость и нередко приводит к изменению размеров деталей, работающих при низких температурах, в результате самопроизвольного превращения его в мартенсит. [c.215]

Первая причина связана с разностью удельных объемов образующихся при вторичной кристаллизации фаз. Например, у аусте-нита он составляет 0,1275 см г, а у прочного, но малопластичного мартенсита - 0,1310 см г. При сварке закаливающихся сталей исходная твердая фаза - аустенит - при охлаждении почти полностью распадается, превращаясь в другие фазы, в том числе и в мартенсит. Металл при этом увеличивается в объеме, как бы разбухает. Основные превращения происходят при температурах выше 400 °С, горячий металл пластичен, напряжений в нем не возникает. Чем больше скорость охлаждения, тем больше образуется мартенсита, происходит закалка, но в то же время больше остается аустенита, не успевшего распасться при высоких температурах. Его превращение в мартенсит медленно продолжается при низких температурах, при которых металл приобрел высокую прочность, но стал хрупким. Теперь в результате увеличения объема возникают и накапливаются внутренние напряжения, образуются трещины. [c.33]

Причиной появления остаточных напряжений может служить разница в удельных объемах структур определенных участков сварного соединения. Эти напряжения носят название структурных остаточных напряжений. Они в большинстве случаев появляются совместно с температурными напряжениями. Например, при остывании легированных сталей образование мартенсита связано с резким увеличением объема. Так как здесь объемные деформации происходят при низких температурах, когда металл находится в упругом состоянии, то структурные превращения приводят к образованию остаточных напряжений. [c.38]

Возможно ли упрочнение мартенсита после превращения у- а за счет процессов, происходящих внутри твердого раствора, в частности за счет образования зон, обогащенных примесями внедрения, подобно тому как это происходит при старении (в начальной стадии распада) Отмечалось неравномерное распределение примесей внедрения в мартенсите, но форма сегрегаций не была установлена [267]. Отмечалось также старение мартенсита при низких температурах и после кратковременной выдержки (секунды) при 0° С. Известно повышение твердости на ранних стадиях отпуска высокоуглеродистой стали. Зарегистрировано увеличение на 15% электросопротивления эвтектоид-ной стали ( 1% С) за первые 3 сек отпуска при 200° С. Электронномикроскопические исследования не обнаруживают при этом изменения микроструктуры. Важную роль при старении, как указывалось ранее, могут играть дефекты структуры, являющиеся местами предпочтительной сегрегации атомов углерода, Высказывалась точка зрения о том, что упрочнение мартенсита связано с процессом сегрегации примесей внедрения, возможно на двойниках, даже при 0° С, хотя некоторые [c.334]

Закалка с обработкой холодом предусматривает продолжение охлаждения закаленной стали до температур ниже нуля. В структуре закаленных сталей, у которых точка М . лежит в области минусовых температур, всегда присутствует значительное количество остаточного аустенита (см. рис. 3.6, б). Обработку холодом проводят для уменьщения его количества. Это особенно важно для сталей, которые используются для изготовления мерительного инструмента, пружин и деталей подшипников качения. Аустенит в результате самопроизвольного превращения в мартенсит понижает твердость, износостойкость, нередко приводит к изменению размеров деталей, работающих при низких температурах. [c.56]

Никель, вводимый в железо и сталь, понижает температуру мартенситного превращения (точку и способствует сохранению высокой ударной вязкости при более низких температурах. Поэтому он широко используется в качестве легирующего элемента для изготовления сталей, работающих при низких и сверхнизких температурах. Никелевые стали с 2,5—5% Ni сохраняют высокую ударную вязкость при —60 и —100° С, а 9%-ные никелевые стали — до —200° С. [c.467]

Использование таких технологических приемов как понижение температуры конца прокатки способствует измельчению зерна и, следовательно, повышению хладостойкости. При низкой температуре конца прокатки в процессе рекристаллизации формируется более мелкое аустенитное зерно. Следствием этого является более мелкое феррит-ное зерно при превращении в процессе охлаждения. Прокаткой при пониженной температуре можно получить лист с высокой вязкостью в состоянии прокатки. Мелкозернистая структура после прокатки также является благоприятным условием для термической обработки и улучшает вязкость стали в нормализованном состоянии. [c.600]

При отпуске стали сильно напряженный мартенсит, имеющий тетрагональную кристаллическую решетку, постепенно распадается на феррито-цементитную смесь и структура из неустойчивого состояния переходит в более равновесное, в результате чего внутренние напряжения уменьшаются. Эти превращения сопро -вождаются понижением твердости, повышением пластичности и ударной вязкости. Чем выше температура отпуска, тем полнее иДет процесс распада мартенсита. При низких температурах тетрагональный мартенсит переходит в отпущенный мартенсит, при более высоких —в троостит отпуска и затем в сорбит отпуска. [c.37]

Любой процесс термической обработки металла состоит из нагрева, выдержки и охлаждения. На рис. 43 представлена часть кривой нагрева (охлаждения) стали У8. По составу эта сталь соответствует перлитной точке (рис. 36, точка S) и при низких температурах имеет перлитную структуру (рис. 43, а). При нагреве до температуры 727° С происходит аллотропическое превращение, [c.96]

При переохлаждении стали на 220—350 град превращение аустенита начинается при 500—370° С и ниже. При этом продолжительность инкубационного периода и продолжительность превращения, определяемого отрезком возрастают. Это объясняется некоторым изменением характера превращения. При переохлаждении стали на 220—350 град процесс диффузионного распада аустенита (вторая стадия превращения) осуществляется медленно ввиду малой скорости диффузии при низких температурах и до конца не завершается. В результате этого в феррите остается некоторое количество избыточного углерода. [c.152]

Отметим, наконец, еще одну важную особенность термической обработки легированной стали. При закалке большинства сталей часть зерен высоколегированного аустенита мартенситного превращения не претерпевает, и в структуре стали сохраняется некоторое количество остаточного аустенита. Так как аустенит имеет невысокую твердость (НВ 170 -Ь 220), закаленная сталь обладает несколько меньшей твердостью и пониженной износоустойчивостью. Значительного превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуском не удается добиться. Исследования, проведенные советскими учеными, показали, что превращения остаточного аустенита в мартенсит можно достигнуть глубоким охлаждением до минус 65 —минус 70° С. После выдержки изделий при низких температурах в течение [c.122]

Мартенсит закалки — неравновесная (метастабильная) структура, сохраняющаяся благодаря малой подвижности атомов при низких температурах. При закалке в изделиях всегда возникают большие внутренние напряжения ввиду объемных изменений. Для получения более равновесного состояния после закалки изделия подвергают отпуску, нагревая до температур ниже Ас - Изучая процессы, происходящие в закаленной стали при нагреве, наиболее часто пользуются прибором — дилатометром. В прибор помещают два одинаковых по размерам образца из одной и той же стали. Один из образцов находится в отожженном, другой — в закаленном состояниях. При нагревании до температур ниже Ас- в отожженном образце никаких превращений не происходит, его размеры изменяются только за счет теплового расширения, а в закаленном образце совершаются и структурные превращения, сопровождающиеся изменениями объема. Прибор дифференциальный, он показывает только те изменения размеров, которые происходят в закаленном образце [c.189]

Отметим наконец еще одну важную особенность термической обработки легированной стали. При закалке большинства сталей в части каждого зерна аустенита мартенситного превращения не происходит, и в структуре стали сохраняется некоторое количество остаточного аустенита. Так как аустенит имеет невысокую твердость (Я5 170-н 220), закаленная сталь обладает несколько меньшей твердостью и пониженной износоустойчивостью. Значительного превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуском не удается добиться. Исследования, проведенные советскими учеными, показали, что превращения остаточного аустенита в мартенсит можно достигнуть не отпуском, а охлаждением в зонах глубокого холода, т. е. при температуре минус 65 — минус 70°. После выдержки изделий при низких температурах в течение 1—2 ч в их структуре происходит полное превращение остаточного аустенита в мартенсит, и твердость, а вместе с ней и износоустойчивость изделий, повышаются . [c.148]

Обработка стали холодом. В закаленной стали, особенно содержащей более 0,4—0,5% С, всегда присутствует остаточный аустенит. Аустенит понижает твердость, износостойкость и нередко приводит к изменению размеров деталей, работающих при низких температурах, в результате самопроизвольного превращения аустенита в мартенсит. Это превращение может происходить и под действием возникающих в изделиях контактных напряжений, что может вызвать разрушение. [c.243]

Для сборки стальных втулок (толщина стенки 2—15 мм) с корпусными деталями используют структурные превращения при низких температурах. Этим способом можно производить сборку тонкостенных деталей из закаленной стали (ХВГ, ХГ, Х12Ф1, У8—У12 и др.), содержащей остаточный аустенит. После закалки собирают детали с незначительным натягом или зазором (можно использовать переходные посадки), а затем их подвергают глубокому охлаждению. В результате превращения остаточного аустенита в мартенсит изменяются размеры деталей и достигается прочное соединение с натягом. Когда структурные превращения происходят только в охватываемой детали величину расчетного натяга определяют по формуле [c.738]

Получение аустенитной стрз ктуры и сохранение аустенита без фазовых превращений при низких температурах достигается легированием и термической обработкой. Основными легирующими элементами аустенитных сталей являются хром и никель. При определенном соотношении между ними в сталях образуется и сохраняется аустенитная стрзтстура, например, при массовых долях Сг = 18 % и Ni = 8-10 % (тип 18-8). В криогенной технике используют также аустенитные стали, в которых дорогостоящий никель полностью или частично заменен марганцем. [c.609]

С понижением температуры у стали 03X1 ЗАЛ 9 происходит более интенсивный рост предела текучести, чем у хромоникелевых сталей. При снижении темнератзфы с 20 °С до -78 °С пластичность несколько повьппается, а затем она начинает плавно снижаться. Пластическое деформирование стали 03Х13АГ19 при низких температурах приводит к мартенситному превращению с образованием г- и а-фаз. При снижении температуры происходит постепенное уменьшение ударной вязкости, более интенсивное при остром надрезе. Если при 20 °С излом ударных образцов имеет вязкий характер, то при минус 196 °С доля хрупкого разрушения составляет до 50 % плош ади излома. [c.613]

Не следует думать, что при температуре ниже 100° вовсе не происходит распада мартенсита. При этих температурах протекают те же превращения, связанные с выделением карбида, но весьма медленно. Так, например, в мартенсите закаленной стали с 1,35% С за 40 месяцев выдержки при 20° содержание углерода убавилось до 1,02%. Изучение превращений при низкой температуре отпуска (ниже 150°), проведенное в последнее время Г. В. Курдюмовым с сотрудниками, показало, что малая скорость диффузии углерода при этих температурах накладывает сюеобразный отпечаток на этот процесс. [c.192]

Кривая, приведенная на рис. 219, иллюстрирует происходящие при отпуске превращения I — выделение углерода из раствора, происходит главным образом при низких температурах (в высо коуглерод и стой стали), но распространяется на широкий интервал температур [c.274]

Сущность этого процесса состоит в следующем низколегированную сталь, содержащую (оптимальный состав) небольшое количество нитридов ниобия н ван< дия (типичный состав 0,1% С, 0,5% Ми, 0,05"/о V, 0,05% Nb, 0,01% N) нагревают иод ирокатку до высоких температур, ирн этом нитриды ванадия переходят в твердый раствор, а нитриды ниобия не растворяются и обеспечивают сохранение мелкого зерна. Прокатку заканчивают при низкой температуре (800°С), что позволяет получить мелкое зерно. После фазового превращения по перлитному типу (вблизи температуры 650°С) из феррита выделяются нитриды ванадия, упрочняя сталь. [c.402]

Остаточные напряжения в легированных сталях, претерпевающих структурные превращения на стадии охлаждения при низких температурах (7<873...773 К), могут иметь принципиально иной характер распределения. В соответствии с дилатограммой металла, показанной на рис. 11.6 (кривая 2), структурные превращения на стадии остывания приводят к резкому увеличению объема. Вследствие этого возникающие на стадии охлаждения растягивающие напряжения снижаются и переходят в сжимающие. После окончания структурных превращений сжимающие напряжения при дальнейшем охлаждении могут снова перейти в [c.426]

Низкое содержание никеля приводит к образованию аустенита, не устойчивого при низких температурах, и мар-тенситное превращение, вызывающее большие напряжения, может отрицательно сказаться на характеристиках разрушения. Проведенная Национальным Бюро Стандартов оценка характеристики разрушения основного материала и сварных стыковых соединений стали Fe—13Сг—19Мп является частью совместной советско-американской программы исследований материалов для криогенной техники. В данной работе приведены результаты испытаний вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости (СРТУ). [c.220]

Скорость роста трещины усталости в сварных соединениях при низких температурах такая же или меньше, чем при комнатной температуре и очень близка к значениям этой характеристики у основного металла при соответствующих температурах (рис. 3 и 4). Исключением являются сварные образцы стали Pyromet 538, выполненные дуговой сваркой вольфрамовым электродом, у которых скорость роста трещины усталости при низкой температуре оказалась выше, чем при комнатной. Поскольку значения ао,2 и Ов возрастают при снижении температуры, более низкие значения скорости роста трещины усталости при низкой температуре рассматриваются как нормальное явление. Повышение скорости роста трещины в сварных соединениях стали Pyromet 538, однако, происходит в материале, в структуре которого имеются б-феррит и аустенит последний неустойчив при низких температурах. Таким образом, очевидно, что наличие б-феррита и (или) локальное превращение аустенита в мартенсит под влиянием деформации приводит к увеличению скорости роста трещины усталости в этой стали. [c.249]

В стали алюминий усиливает склонность к образованию черного излома. В углеродистой или молибденовой стали уже вследствие сильного раскисления стали алюминием значительно усиливается склонность к графитообразопанин) при длительном нагреве в районе температур 450—650° С. Процесс графитообразования можно предотвратить, присаживая хром в количестве 0,5% (или более), а также вводя сильные карбидообразующие элементы, такие, как титан, ванадий, ниобий. Измельчает зерно и уменьшает восприимчивость стали к старению понижает чувствительность стали к хрупкому разрушению, повышает ударную вязкость при низких температурах Повышает температуру мартенситного превращения [c.21]

Мартенситное превращение в легированных сталях и сплавах развивается при низких температурах и больших степенях переохлаждения относительно равновесной температуры начала у- а перехода При температурах мартен-ситного превращения полностью подавлены диффузионные перемещения как металлических атомов железа и легиру ющих элементов, так и металлоидных атомов углерода и азота, поэтому по своему механизму мартенситное превращение всталях и сплавах является бездиффузионным [c.101]

Так можно наблюдать различные процессы, протекающие при низких температурах, в частности мартенситные превращения. С помощью приставки для охлаждения были проведены исследования предмартенситного состояния исходной фазы вблизи мартенситной точки (в сплавах N1—Т1, никелевых сталях и др.), кинетики упорядочения и блил< него расслоения в мартенсите азотистой и углеродистой сталей соответственно. [c.60]

Изменение свойств сталей при низких температурах при облучении называют низкотемпературным радиационным охрупчиванием (НТРО). К НТРО склонны ферритные и ферритно-мартен-ситные стали и в меньшей степени аустенитные коррозионностойкие стали, что связано с особенностями дислокационной структуры и фазовых превращений в феррите. [c.855]

Обычньми агрессивными примесями в средах этой группы являются сероводород HjS и сернистый газ SO2. При низких температурах, когда возможна конденсация влаги, сероводород вызывает наводороживание и расслоение стали, а выше 270 °С — межкристаллитную коррозию, связанную с превращением карбидов железа в сульфиды. Примесь SO2 в газах при высоких температурах понижает окалИностойкость сталей. Обычная мера борьбы с этими видами коррозии — использование легированных сталей в качестве основного или плакирующего материала. (Прим. ред.). [c.70]

При обработке холодом до температуры —70° С довольно интенсивно продолжается мартенситное превращение, повышается твердость стали, но не изменяется состав твердого раствора и таким образом не изменяется теплостойкость. При этом образуется более равномерная структура стали, что в отдельных случаях оказывает благоприятное влияние на прочностную стойкость инструментов. Однако не следует забывать об отпуске после обработки холодом. Во Время отпуска закаленной быстрорежущей стали при низких температурах (150—350° С), таких же, как у эвтектоидных и доэвтекто-идных инструментальных сталей, начинается распад мартенсита, уменьшается содержание растворенного углерода (см. табл. 84), выделяются карбиды МвзС, уменьшаются искаженность кристаллической решетки мартенсита, внутренние напряжения и удельный объем, происходит снижение твердости на HR 3—6. Изменение твердости быстрорежущей стали R6, закаленной от различных температурах нагрева, в зависимости от температуры отпуска представлено на рис. 191. Для сравнения на рисунке показаны кривые отпуска ледебуритной инструментальной стали с 12% Сг (сталь марки К1) и эвтектоидной инструментальной стали S81. На первом и втором участках характер кривой быстрорежущей стали подобен характеру кривых нелегированной инструментальной стали, При дальнейшем увеличении температуры отпуска в быстрорежущих сталях в интервале температур 450—600° С при дальнейшем распаде твердого раствора уменьшение твердости сменяет значительное ее увеличение (рис. 192). Увеличение твердости данных быстрорежущих сталей тем больше, чем выше была температура нагрева при закалке или же чем больше легирующих компонентов растворилось в аустените. Этот процесс можно ясно наблюдать на кривых отпуска быстрорежущих сталей R6 (см. рис. 191) и RIO (рис. 193). Сначала вместо цементита появляются со все более увеличивающимся Содержанием легирующих компонентов карбиды Ме С (содержание углерода в мартенсите при 400°С не снижается), затем появляются собственные карбиды легирующих компонентов и сложные карбиды. [c.215]

Влияние низких температур может сказаться и на поведении аус-тепитных сталей. При циклической упруго-пластической деформации аустенитных нержавеющих хромоникелевых сталей в области низких температур может протекать у->а-превращение. [c.243]

Создание и применение современной аппаратуры для высокотемпературных металлографических исследований позволило получить ряд новых данных о механизме и кинетике фазовых превращений при нагреве и охлаждении стали и сплавов [41. Особый интерес представляет непосредственное наблюдение за кинетикой сдвиговых превращений, сопровождающихся появлением игольчатого микрорельефа на поверхности предварительно подготовленных шлифов. Применение высокотемпературной металлографии позволило установить, что сдвиговый механизм превращения в железоуглеродистых сплавах реализуется не только при низких температурах в мартенситной и бейнитной областях, но и при относительно небольших переохлаждениях, когда происходит формирование видманштеттовых структур [1—3]. [c.62]

В работе [63] исследовали особенности мартенситного превращения при малоцикловой усталости стали 73СК18-10 (типа 304Ь с 18% Сг и 10% N1) при температурах 20 и -196 и при амплитудах общей деформации за цикл 0,6-1,6%. Показано, что на кривых циклического упрочнения при температуре испытания 20 °С можно выделить три стадии 1. Материал упрочняется, но не наблюдается мартенситного превращения 2. Материал слабо разупрочняется и начинается мартенситное превращение 3. Наблюдается сильное циклическое деформационное упрочнение, вызванное у е а превращением. При максимальной амплитуде циклической деформации образуется 30% мартенсита. Процентное содержание получаемого в ходе превращения мартенсита зависит от числа циклов нагружения, амплитуды деформации и температуры испытания. При температуре испытания -196 °С уже после первых трех циклов нагружения наблюдается сильное деформационное упрочнение, вызванное интенсивным мартенситным превращением. При амплитуде циклической деформации 1 % при низкой температуре испытания за 10 циклов в структуре ста- [c.240]

Аустенит претер.певает мартенситное превращение (у- -а ) и при охлаждении до очень низких температур. Пластическая деформация при низких температурах может привести к образованию промежуточного состояния гек-саго1нального е-.мартенсита, который затем переходит в кубический мартенсит а. При содержании в стали 18%Сг н 14—15°/о N1 из-за высокой устойчивости аустенита мартеноит деформации не образуется. [c.312]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...