Наклеп и деформационное старение

З1.4. Наклеп и деформационное старение [c.144]

При концентрации пластических деформаций имеют место три основных явления появление большей или меньшей в зависимости от формы концентратора объемности напряженного состояния рост величины пластической деформации металла, зависящей от коэффициента концентрации деформаций, изменение свойств металла вследствие его наклепа и деформационного старения последний фактор, как установлено специальными исследованиями, в низкоуглеродистых и низколегированных сталях имеет решающее влияние на возникновение хрупких разрушений. Деформационное старение возникает также в зонах сварки, если сварка проводится на участках, подвергнутых холодной пластической деформации, например гибке. [c.61]

Несмотря на значительное рассеяние экспериментальных данных, из табл. 4.5 следует, что наклеп и последующее старение вызывают существенное охрупчивание стали, имеющее близкие значения для сталей с разными уровнями прочности. Не выявлено систематического влияния на характеристики старения толщины проката, способа выплавки (мартеновская, кислородно-конвертерная, электропечная). Столь схожее влияние деформационного старения на охрупчивание феррито-перлитных сталей обусловлено тем, что их основной структурной составляющей является феррит, и именно его пластическая деформация протекает практически одинаково во всех исследованных составах. Повышение предела текучести за счет пластической деформации приблизительно в четыре раза превышает упрочнение, обусловленное отпуском (старением), т.е. за счет закрепления дислокаций атомами углерода и азота (дисперсионного твердения) (табл. 4.6 и 4.7.). [c.147]

Под влиянием наклепа и последующего старения (деформационное старение) границы критического интервала хрупкости смещаются в сторону высоких температур. Наибольшая потеря ударной вязкости в результате деформационного старения имела место для металла плавок с высоким содержанием марганца. [c.87]

Уравнения (27)- (28) получены для различных по химическому составу, способу выплавки и термической обработке низкоуглеродистых сталей, подвергнутых различным режимам деформации и деформационного старения, и подтверждают надежную связь между падением ударной вязкости, определяемой при комнатной температуре, и упрочнением под совместным влиянием наклепа и старения. При этом относительное падение Он заметнее, чем относительный рост От и НВ. [c.74]

Увеличение прочности при деформационном старении является результатом совместного действия двух факторов наклепа (увеличение плотности дислокаций) и измельчения блоков мартенсита. [c.176]

Положительный эффект поверхностного наклепа при малоцикловой усталости был экспериментально установлен для широкой номенклатуры машиностроительных материалов (сталей, алюминиевых сплавов, сплавов титана). Наибольший эффект увеличения сопротивления малоцикловой усталости от поверхностного наклепа достигается для малопластичных и склонных к деформационному старению сталей. [c.165]

Для увеличения долговечности стали в условиях эксплуатации необходимо снижать влияние факторов, способствующих деформационному старению, таких как количество дисперсной фазы (содержание углерода в стали этого класса), наличие холодного наклепа. Весьма эффективно применение повторной термообработки, которая не только снимает холодный наклеп, растворяет упрочняющую фазу, но и дает оптимальный размер зерна. [c.161]

После такой закалки сталь обладает высокой пластичностью, низким пределом текучести (менее 450 МПа) и высоким временным сопротивлением более 700 МПа (ао,г/а = 0,5). Это облегчает выполнение глубокой штамповки без образования трещин. В процессе штамповки за счет деформационного упрочнения (наклепа) и старения Ов и a,а существенно повышаются.. [c.267]

Способы повышения прочности деформационное упрочнение (наклеп) упрочнение при образовании твердого раствора упорядочение (образование антифазных границ) создание мелкозернистой структуры старение (выделение вторых фаз) создание композитных материалов создание благоприятных (сжимающих) поверхностных остаточных напряжений образование субструктуры увеличение плотности дислокаций, например в результате фазового наклепа, и др. [c.106]

Согласно ГОСТ 7268-82, о склонности стали к деформационному (механическому) старению судят по величине ударной вязкости при заданной температуре (обычно комнатной) после холодной деформации на 10% и отпуска при 250 С в течение 1 ч. Под влиянием механического наклепа и последующего температурного воздействия температурные зависимости ударной вязкости и доли волокна в изломе смеш аются в сторону положительных температур на АТ . При этом ударная вязкость на верхнем шельфе темпера- [c.146]

В современной научно-технической документации учитывается возможное охрупчивание стали в результате наклепа и последующего деформационного старения. Так, согласно ПБ 03-381-00 [93], для вертикальных сварных резервуаров рулонной сборки расчетная критическая температура хрупкости листовой стали толщиной >10 мм принимается на 5 С выше, чем для проката меньшей толщины. Это связано с тем, что сворачивание и разворачивание рулонов стали толщиной >10 мм неизбежно вызывает наклеп ее поверхностных слоев. [c.150]

Естественно ожидать, что эксплуатация в условиях, вызывающих по крайней мере в локальных зонах пластическую деформацию, в состоянии вызвать охрупчивание материала по типу деформационного старения, которое в отличие от наклепа и последующего деформационного старения, возникающего на стадии изготовления конструкции, назовем эксплуатационным деформационным старением. [c.151]

При нагружении в условиях повышенных температур (температур интенсивного деформационного старения) за счет предварительного деформирования происходит еш,е большее охрупчивание материалов. Снижение пластичности в сочетании с ускоренным накоплением односторонних деформаций и снижением интенсивности упрочнения для стали 22К обусловливают падение долговечности в 3—4 раза но сравнению с долговечностью при испытании стали в исходном состоянии при Т == 270° С. Разница в числах циклов до разрушения стали ТС после наклепа и в исходном состоянии при Т = 350° С сказывается лишь в переходной и квазистатической областях. Усталостные разрушения происходят примерно с одинаковыми амплитудами напряжений. [c.63]

Приведенные данные (см. рис. 108, 109) показывают, что интенсивность наклепа при различных температурах деформации неодинакова. При температурах динамического деформационного старения протекают процессы, приводящие к большему упрочнению стали, чем деформация при комнатной температуре. Деформация с той же степенью при температурах выше температуры динамического деформационного старения обеспечивает меньшую степень наклепа, чем деформация при комнатной температуре. Это указывает на протекание процессов, с помощью которых пластически деформируемые при повышенных температурах образцы могут быстро в процессе самой деформации либо накапливать упрочнение, либо, наоборот, освобождаться от некоторой степени наклепа. Следовательно, наклеп при холодной и теплой деформации различается по своему характеру. При этом можно сделать вывод, что температура деформации должна оказывать влияние не только на общую плотность дислокаций, но и на их распределение, косвенно характеризующее устойчивость созданной дислокационной структуры. Для оценки общей плотности дислокаций и изучения влияния температуры деформации на характер распределения дислокаций использовали метод трансмиссионной электронной микроскопии. Исследования по изучению распределения дислокаций в железе и других о. ц. к. металлах начали проводить сравнительно недавно, примерно в начале 1960 г. [82, с. 160]. В последующие годы появились работы по влиянию температуры деформации на плотность и распределение дислокаций в железе, ванадии, низкоуглеродистой стали и других о. ц. к. металлах и сплавах. Следует отметить, что некоторые исследователи с недоверием относятся к исследованиям дефектной структуры методом трансмиссионной электронной микроскопии по двум при- [c.285]

Различают три основных вида термической обработки металлов собственно термическую обработку, химико-термическую и термомеханическую обработки. Собственно термическая обработка предусматривает только температурное воздействие на металл. При химико-термической обработке (ХТО) в результате взаимодействия с окружающей средой при нагреве меняется состав поверхностного слоя металла и происходит его насыщение различными химическими элементами. Термомеханическая обработка (ТМО) предусматривает изменение структуры металла за счет как термического, так и деформационного воздействия. При ТМО наклеп оказывает влияние на кинетику фазовых и структурных превращений, сопровождающих термообработку. Собственно термическая обработка включает в себя отжиг, нормализацию, закалку, отпуск и старение. [c.143]

В результате деформационного и термического старения сталь изменяет свои свойства во времени, улучшая, подобно наклепу, упругие свойства и снижая пластичность. Наибольшей опасности разрушения металлические конструкции подвергаются тогда, когда в рабочих сечениях появляются какие-либо ослабления в виде отверстий, выточек и надрезов (рис. 10), [c.23]

Высокий отпуск состоит из 4-х стадий (рис. 7-2) нагрева, выравнивания температур по длине и сечению детали, выдержки и охлаждения. Продолжительность нагрева и выравнивания температур зависит от размеров сечения деталей. Продолжительность выдержки при температуре отпуска зависит как от структурных изменений в металле при восстановлении пластичности, утраченной в результате закалки, деформационного старения и наклепа металла, так и от необходимой степени снижения остаточных напряжений. [c.172]

Фиг. 116. Влияние наклепа и деформационного старения на положение критического интервала хрупкости нормализованной стали Ст. 3. / — нормализация 920 С 2 — наклеп ежа тием 10% 3 — старение при 250 С, I час.

Термическое и деформационное старение повышает прочность и твердость, но одновременно резко снижает ударную вязкость и повышает порог хладноломкости. Повышение прочности при термическом старении объясняется тем, что выделявшиеся из феррита карбиды и нитриды создают вокруг себя напряжения и затрудняют движение дислокаций. При де( рмационном старении основное упрочнение, вероятно, связано не с выделением избыточной фазы, а с образованием атмосфер Котрелла. Наклеп повышает плотность [c.202]

Упрочнение увеличением числа дислокаций до.лжно рассматриваться с учетом двух механизмов (Од(л) и сТд(п я))- Рост плотности дислокаций при их беспорядочном переплетении и образовании леса для объемного упрочнения мало эффективен, так как вместе с активным упрочнением устраняется возможность релаксации пиковых напряжений. В этом случае упрочнение, например наклепом, рационально, как правило, в поверхностном слое, при исходной матрице с высокой пластичностью. Деформационное упрочнение сохранит свое определенное значение, но развитие и совершенствование этого механизма, вероятно, целесообразно в сочетании с последующей перестройкой (полигонизационный нагрев) или сегрегационным закреплением (деформационное старение) созданных дислокаций. [c.10]

Принципиально новое направление в области обработки пружинных сталей — использование обратного мартенситного превращения с последующим старением аустенита Таким образом можно получить немагнитные пружинные стали с повышенным комплексом прочностных свойств (см, стр. 49). Стали этого типа с П—14% Ni и 10% Сг дополнительно легированы для создания вторичных упрочняющих фаз титаном (1—1,5%) и алюминием ( 0,5—1%), а в некоторых случаях также и вольфрамом для стабилизации субструктуры. После нагрева при 1000° С и охлаждения сталь приобретает аустенитную структуру, которая в результате сильной холодной пластической деформации превращается в мартенсит, имеющий высокую плотность -дефектов строения в результате фазового и деформационного наклепа. Мартенсит при нагреве превращается В аустенит (обратное мар-тенситное превращение), который сохраняется после охлаждения до нормальной температуры. Этот аустенит обладает повышенной плотностью дефектов строения, наследуемых от прямого мартенситного превращения, деформации и обратного мартенситного превращения и создающих измельченную рубструктуру. При последующем старении (520° С) аустенит упрочняется вследствие выделения избыточных фаз, причем характер изменения предела упругости при изотермическом старении аналогичен н людае-мому при старении мартенситностареющих сталей. Это означает, что решающее влияние на закономерности упрочнения оказывает не тип кристалической решетки, а субструктура матричной фазы. [c.37]

Применительно к магниевым сплавам различают три основные группы обработок, позволяющих заметно повысить уровень механических свойств. Прежде всего это измельчение микроструктуры. При этом заметно повышаются пределы текучести и прочности, а вместе с тем и пластичность. Вторая группа способов связана с использованием деформационного упрочнения — наклепа. Этот вид обработки наиболее универсален и приемлем практически для всех промышленных сплавов. Наконец, третья группа способов — использование термической или термомеханической обработки. Для деформируемых полуфабрикатов из магниевых сплавов, не упрочняемых термической обработкой (МА1, МА2—1, МА8, МА15 и др.), применяют высокотемпературный (рекристаллизационный) и низкотемпературный (для снятия остаточных напряжений) отжиги. Для термически упрочняемых магниевых полуфабрикатов из сплавов МА5, МАИ, МАИ, МА12, МА21 и др. в основном используют закалку и искусственное старение, а также термомеханическую обработку — низкотемпературную (НТМО), высокотемпературную (ВТМО), и комбинированную (КТМО) [186]. [c.131]

Коэффициент чувствительности к деформационному старению (наклеп 5% + отпуск 250° С, 2 ч) находится в пределах 19,3—34,5%, а при наклепе 10% с таким же отпуском составляет 25,8—51,3%. Предел усталости, который определяют на машине Велера, для гладких и надрезанных образцов составляет 27 и 7,5—8,0 кГ1мм . [c.71]

Формоизменяющие операции. В зависимости от формы и размеров деталей холодная объемная штамповка может осуществляться в один или несколько переходов. Однооперационную штамповку обычно производят/на механических или гидравлических прессах. Детали, требующие нескольких переходов, если позволяют размеры и форма и не нужны межоперационные отжиги, предпочтительно при массовом и крупносерийном производствах изготовлять на многопрзи-ционных прессах-автоматах. При этом следует иметь в виду, что штамповка на многопозиционных прессах-автоматах позволяет осуществлять многие переходы без промежуточных отжигов, для которых при раздельной штамповке на отдельных прессах потребовались бы отжиги. Это объясняется тем, что в течение весьма короткого промежутка времени, при котором на многопозиционных прессах-автоматах осуществляется передача заготовки с одной позиции на другую, в наклепанном материале заготовки не успевают произойти процессы деформационного старения и сопротивление деформации ниже, а штампуемость лучше, чем если бы осуществлялась раздельная штамповка на отдельных прессах без межоперационных отжигов. Чтобы избежать межоперационных отжигов и обеспечить этим возможность штамповки на многопозиционных прессах-автоматах, в ряде случаев оказывается целесообразным дробление (увеличение числа) технологических переходов, что уменьшит наклеп материала заготовки на каждом переходе и позволит обходиться без промежуточных отжигов. В табл. Х.1 и Х.2 даны клас- [c.300]

Существует много различных способов повышения прочности сталей (измельчение зерна, образование твердых растворов замещения и особенно внедрения, дисперсионное твердение, деформационное старение, образование химических соединений, наклеп, обработка облучением и т. д.). Образование мартенсит-ных структур (часто в сочетании с одним или несколькими указанными способами повышения прочности) позволяет достичь Ов = 200 кгс/мм и выше. Так, термомеханическую обработку (наклеп аустенита с прямой последующей закалкой) можно считать сочетанием измельчения зерна и закалки. В специальных мартенситпо-стареющих сталях упрочнение достигается сочетанием закалки и старения [21.22]. При сочетании различных способов упрочнения удается достигнуть более высокой прочности (сгв>200 кгс/мм ) при меньшей чувствительности к концентрации напряжения, чем путем повышения содержания углерода в стали и традиционного упрочнения мартенситным превращением [7, 21, 22]. [c.249]

Глубина провалов пластичности, наблюдаемых у железа, обычно при температурах 0,15Гпл, (0,3—0,4) Т и (0,6—0,7) оказывается различной в зависимости от способа изготовления и предварителБНой обработки. В общем это относится ко многим металлам. Так, раскисление и предварительный наклеп значительно повышают уровень пластичности в области деформационного старения. Обычно металлы одинаковой чистоты в литом состоянии менее пластичны, чем в наклепанном. Это относится и к железу. Особо вредные примеси в нем — сера и фосфор. Мелкозернистое чистое железо очень пластично даже при низких температурах (см. ниже). [c.67]

Ннзкоуглеродистая листовая сталь для глубокой штамповки после термической обработки и особенно после наклепа склонна к постепенному изменению физических свойств, выражающемуся в потере пластичности и повышении твердости. Это явление известно под названием старения — термического и деформационного. [c.290]

Снижение уровня остаточных сварочных напряжений путем отпуска сварных конструкций [25]. Для сталей низкой и средней прочности одновременно устраняются последствия наклепа, вызванного пластической деформацией, значительно восстанавливается пластичность металла, уфаченная в результате деформационного старения. Для [c.10]

П АН К. 5 Ц75-2-2,5-0,5-0,5. Эта патунь является дисперсионно-тверде-] щим сплавом, который упрочняется не только при деформационном наклепе, но и в результате закалки, 1 старения. Она обладает высокой пластичностью в закаленном состоянии и высокими прочностными и упругими свойствами после старения. Упрочнение сплавов обеспечивается холодной деформацией после закалки. [c.89]

Повышение температуры старения способствует более интенсивному развитию процессов возврата, увеличению диффузионной подвижности атомов углерода и коагуляции карбидных частиц, облегчая разблокирование дислокаций. В процессе старения стали 10ХСНД при ЗбО С возврат протекает еш е довольно слабо, тогда как при 450 С через 100 ч уровень упругих деформаций по результатам рентгеноструктурного анализа [91] становится близким к его уровню до наклепа. Деформационное охрупчивание стали 10ХСНД в интервале 350-550 С практически не сопровождается (за 1-6 ч старения) развитием межзеренной хрупкости. Охрупчивание полностью обусловлено повышением внут- [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...