Снижение склонности конструкционных сталей к отпускной хрупкости

Глава V. СНИЖЕНИЕ СКЛОННОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ К ОТПУСКНОЙ ХРУПКОСТИ [c.188]

Конструкционные стали, подвергаемые закалке и отпуску, имеют склонность к отпускной хрупкости После отпуска при определенных температурах и условиях наблюдается повышение температуры вязко хрупкого пере хода (рис 64) На многих сталях охрупчивание наблюда ется и по снижению ударной вязкости (рис 65) Однако изменение температуры перехода является более надеж ным критерием склонности стали к отпускной хрупкости Различают два рода отпускной хрупкости (рис 65) От [c.117]

Явление обратимой отпускной хрупкости стали интенсивно изучают уже более 70 лет, однако несмотря на это проблема снижения склонности стали к этому виду охрупчивания остается одной из важнейших при разработке новых конструкционных материалов для крупногабаритных элементов оборудования, подвергающегося в процессе изготовления или эксплуатации длительным тепловым воздействиям в интервале температур 350—600°С. [c.6]

Во-первых, кремний обычно вводят в сталь для раскисления, поэтому для предотвращения снижения металлургического качества стали уменьшение его содержания должно быть компенсировано какими-либо другими столь же эффективными раскислителями. В последнее десятилетие все большее распространение получает опыт производства высококачественных конструкционных сталей с очень низким (0,01 — 0,03 %) содержанием кремния путем использования в качестве раскис-лителя углерода, вводимого в процессе разливки стали в вакууме. Выплавленные с применением углеродного раскисления в вакууме Сг - Мо и Сг — N1 — Мо стали имеют весьма высокую стойкость к отпускной хрупкости [77, 79, 91]. В то же время эти стали достаточно полно раскислены и поэтому характеризуются высоким металлургическим качеством, что позволяет использовать их для изготовления таких деталей, как, например, оси ротора турбины низкого давления массой 247 т [79]. Для еще большего снижения склонности роторных сталей к отпускной хрупкости рекомендуется [302] в технологии получения бескремнистой стали предусмотреть и максимально возможное уменьшение концентрации марганца, что требует проведения глубокой десульфурации стали (до уровня 0,001-0,002 % 5). [c.191]

Такими полезными добавками в сплавах на основе железа являются (см. гл. II) бор, углерод и некоторые другие элементы. Так, введение 0,004 % бора в углеродистую сталь, содержащую 0,2 % (ат) позволило вдвое снизить концентрацию фосфора на границах аустенитных зерен [301]. Имеются данные [99, 124], свидетельствующие о том, что, например, углерод при определенных концент зациях действительно способен ликвидировать отпускную хрупкость в тройных сплавах Ре — Р — С (см. гл. I, II). Однако в случае легированных конструкционных сталей, уже содержащих 0,1-0,5 % С, дальнейшее повышение его концентрации не приводит к снижению склонности к отпускной хрупкости [6]. Попытки введения в сталь других полезных примесей (например, бора или бериллия) также не дали желаемого результата. Возможно, это обусловлено тем, что различньге добавки такого рода по адсорбционной активности на границах зерен и положительному влиянию на энергию межзеренного сцепления а-железа значительно уступают углероду — наиболее полезной примеси, уже присутствующей в сталях в концентрациях, достаточных для насыщения твердого раствора. [c.192]

Связывание охрупчивающих примесей в стабильные химические соединения, Представленные на рис. 24 данные по влиянию легирующих элементов на растворимость фосфора в а-железе показывают, что легирование железа, содержащего фосфор, может приводить к нескольким конкурирующим процессам. К ним относятся усиление зернограничной сегрегации фосфора при умеренном снижении его растворимости в железе, с одной стороны, и ослабление сегрегации из-за связывания растворенного фосфора при выделении фосфидов в результате очень сильного снижения растворимости фосфора с другой. К такому сильному снижению может приводить, например, легирование железа цирконием, титаном (см, рис. 24). В ряде работ показано [109, 241], что в случае низколегированных конструкционных сталей весьма эффективными добавками, связывающими охрупчивающие примеси в химические соединения и значительно ослабляющими склонность к отпускной хрупкости, являются редкоземельные элементы, в частности, лантан и церий. [c.194]

Снижение прочности объемных фаз и доли структурных составляющих с высокой прочностью. Этот способ снижения склонности к отпускной хрупкости применим в основном для сталей, к уровню прочности которых не предъявляются высокие требования. Использование его для деталей с высокими требованиями по прочности сводится практически к тому, что при обеспечении заданного уровня прочности предпочтение следует отдавать бейнитной структуре, менее склонной к отпускной хрупкости, чем мартенситная [107]. В структуре большинства низколегированных конструкционных сталей на Сг — N1 — Мо и Мп — N1 — Мо основах при используемых в практике термической обработки крупных поковок скоростях охла>кдения при закалке при нормализации мартенсит, как правило, отсутствует. Повышение доли менее склонных к отпускной хрупкости, чем бейнит, феррита или перлита в бейнито-феррит-ной или бвйнитo-пepлитн(Jй структуре приводит к недопустимому снижению прочности и вязкости стали, поэтому для деталей ответственного на значения не целесообразно [252]. [c.199]

Рассмотренные способы снижения склонности сталей и сплавов железа к отпускной хрупкости путем регулирования содержания в них при-меснь)х и легирующих злеменхов послужили основой для разработки ряда новых конструкционных сталей с повышенной стойкостью к охрупчивающим тепловым воздействиям. В качестве примеров ниже приведены некоторые сведения о разработке и применении таких сталей. Для дисков и роторов мощных паровых турбин низкого давления наряду со сталями, выплавленными на особо чистой шихте, или с использованием вакуумного углеродного раскисления, предложены и получают все большее распространение стали, при разработке которых ис- [c.206]

Ужесточение условий эксплуатации изделий из конструкционных сталей, с одной стороны, и все более детальные лабораторные исследования, с другой стороны, приводят к обнаружению все новых опасных проявлений обратимой отпускной хрупкости. Еще соегсем недавно сч№ тали, что отпускная хрупкость приводит лишь к повышению порога хладноломкости и снижению вязкости разрушения в переходном интервале температур. Затем выяснилось, что может уменьшаться и трещиностойкость (7-интеграл) в области вязкого разрушения, долговечность при ползучести, радиационная стойкость, усталостная прочность и что особую опасность представляет усиление склонности к водородному охрупчиванию и коррозионному растрескиванию в электролитах. Появились данные об усилении при развитии отпускной хрупкости восприимчивости сталей к жидкометаллической и твердо-металлической хрупкости. В связи с тем, что элементы межзеренного разрушения встречаются в самых разнообразных условиях механического нагружения, можно ожидать, что будут выявлены и новые области проявления отпускной хрупкости (например, при кавитационном разрушении, зернрграничном проскальзывании, трении и износе). Близкие по природе к явлению обратимой отпускной хрупкости процессы охрупчивания могут развиваться и в сталях аустенитного класса. Обнаружение и исследование этих новых проявлений отпускной хрупкости и близких к ней явлений также представляется важным направлением дальнейшей работы. [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...