Изменение механических свойств сталей при повышении температуры

Фиг. 1-12, Изменение механических свойств стали при повышении температуры. а — состав стали 0,27% С 0,55% Мп 0,28% 31 0,033% Р 0,028% 3.

Изменение механических свойств сталей при повышении температуры [c.95]

Большая часть аппаратов на нефтеперерабатывающих заводах работает при повышенных температурах. Изменение механических свойств сталей при повышенных температурах следует учитывать при выборе допускаемых напряжений. Так, при повышении температуры предел текучести сталей падает, а поскольку рабочие напряжения не должны превышать предел текучести, и их выбирают с определенным запасом, то при повышении температуры допускаемые напряжения уменьшают. [c.5]

Температура оказывает существенное влияние на механические свойства стали. С повышением температуры показатели прочности стали снижаются, а показатели пластичности возрастают при этом характер изменения свойств определяется химическим составом и структурой стали. С понижением температуры пластичность и особенно ударная вязкость стали снижаются. [c.279]

На рис. 9.6 показано влияние температуры отпуска на механические свойства закаленной стали. С повышением температуры отпуска твердость ИВ и предел прочности стали понижаются, вязкость а и пластичность 8 и повышаются. Значительное изменение механических свойств стали происходит при температурах отпуска выше 400° С. [c.120]

Низколегированные стали претерпевают примерно такие же изменения механических свойств, но области повышения предела прочности и понижения пластичности в этих сталях наблюдаются несколько позже, т. е. при более высоких температурах. [c.41]

Исследования изменения механических свойств сталей в процессе циклического нагружения металлов показывают (см., например, [33, 46, 151]), что циклическая нагрузка при напряжениях выше предела выносливости вызывает повышение критической температуры хрупкости, снижение ударной вязкости и т. п. [c.325]

Если говорить об изменениях механических свойств стали, обусловленных собственно явлением обратимой отпускной хрупкости, то известно, что, помимо ударной вязкости в переходном интервале температур и температуры хрупко-вязкого перехода, к охрупчиванию чувствительны и относительное сужение ф гладких образцов при статическом низкотемпературном растяжении [3, 22], и вязкость разрушения [23—26]. При этом снижение относительного сужения Д0 пропорционально повышению критической температуры хрупкости АТ при развитии обратимой отпускной хрупкости [3] (так что по изменению А р, как это видно на рис. 3, а, легко проследить за развитием отпускной хрупкости), а смещение графика температурной зависимости вязкости разрушения при охрупчивании в общих чертах соответствует смещению в сторону более высоких температур сериальной кривой ударной вязкости [26]. [c.17]

Метастабильность структуры наклепанной стали обнаруживается по изменению механических свойств ее при нормальной или повышенной температуре. Старение наклепанной стали приводит к понижению пластических свойств, особенно ударной вязкости и к повышению предела упругости. Так, низкоуглеродистые стали после холодной прокатки с обжатием 10% имеют ударную вязкость 0,8 После старения этой стали при 20° С через [c.127]

Рис. 14. Изменение механических свойств сталей с 17 и 27 /о Сг при повышенных температурах. Продолжительность испытания 30 мин.

Хромоникельмолибденовые стали при комнатных температурах имеют те же механические свойства, что аустенитные типа 18-8 (см. рис, 1), а при высоких — повышенную жаропрочность. Длительный нагрев (до 9 тыс, ч) при 650 и 750° С не вызывает больших изменений механических свойств. Эти стали сочетают достаточно высокую длительную прочность с высокой пластичностью [22], [c.149]

Структурные превращения при отпуске закалённой стали вызывают изменение всех механических и физических свойств. По мере повышения температуры отпуска постепенно падает твёрдость и прочность и повышается пластичность и вязкость. Наибольшие отклонения от однозначной зависимости от температуры обнаруживает кривая ударной вязкости. Для ряда марок стали в определённых температурных зонах наблюдаются провалы на кривой вязкости (явление отпускной хрупкости). При отпуске следует подобрать такие условия, которые обеспечили бы оптимальное сочетание свойств, диктуемое условиями работы деталей. [c.327]

Поскольку твердость является одним из важных показателей механических свойств металла, то многие исследователи оценивают теплостойкость по изменению твердости упрочненной стали после различных температур отпуска [39]. Теплостойкость изучалась на образцах из стали 45, закаленных ТВЧ, и после нагрева в печи. Микротвердость поверхностного слоя стали, закаленной ТВЧ, после низкого отпуска (180°С) сохраняет увеличенное свое значение по отношению к микротвердости стали, закаленной в печи. При повышении температуры отпуска микротвердость стали, закаленной ТВЧ, падает более интенсивно и при температуре 300 °С не отличается от микротвердости образцов, закаленных в печи. Объясняется это меньшей устойчивостью мартенсита, полученного при закалке ТВЧ, ц более интенсивным выделением карбидов ввиду недостаточной гомогенности исходного состояния. Имеются данные, что белая зона поверхностного слоя более устойчива к сохранению твердости при нагреве, чем обычный мартенсит. [c.72]

Сплавы на основе цинка характеризуются невысокой температурой плавления, хорошей жидкотекучестью, легко обрабатываются давлением и резанием, свариваются и паяются. Коррозионная стойкость у цинковых сплавов приблизительно такая же, как у технического цинка или оцинкованной стали. Недостатки цинковых сплавов низкие механические свойства при повышенных температурах, склонность к изменению размеров в процессе естественного старения, плохая коррозионная стойкость в агрессивных кислых и щелочных средах. [c.220]

Требуемые свойства достигаются при последующем от пуске стали На рис 84 показано изменение механических свойств закаленной углеродистой стали 40 при отпуске на разные температуры С повышением температуры отпуска прочностные характеристики непрерывно уменьшаются, а пластичность и вязкость стали увеличиваются По таким [c.155]

На рис. 5.94 представлена область растрескивания углеродистых и низколегированных сталей в координатах температура эксплуатации и концентрации щелочи [216]. Растрескивание в определенных условиях среды наблюдается до 150 С. Для выявленных случаев растрескивания характерно отсутствие заметного изменения механических свойств в зоне разрушения. В ряде случаев условия для щелочного растрескивания возникали в результате несоблюдения технологического режима, наличия застойных зон, где скапливалась выделяющаяся из нефтепродуктов водная фаза слабощелочного состава. При повышенных температурах вследствие упаривания воды возникает возможность образования щелочного раствора с концентрацией, при которой развивается щелочное растрескивание (по другому - щелочная хрупкость). [c.342]

Механические свойства стали претерпевают изменения при повышении рабочей температуры. [c.95]

На рис. 74 показано изменение механических свойств (сгв, 00,2, Ян) стали 20 при повышении температуры с О до 600° С. [c.95]

Из всех механических свойств наиболее резко реагируют на изменения состояния металла (содержание примесей, структурная неоднородность и т. п.) характеристики местной пластичности, ударная вязкость и характеристики разрушения. Загрязнения, неметаллические включения, строчечная структура, различные дисперсные выделения из твердого раствора в первую очередь понижают сопротивление разрушению и способность сплава тормозить разрушение (особенно в направлении действия растягивающих напряжений или деформаций). Например, при изотермической обработке стали ЗОХГСА повышение температуры изотермы с 340 до 380°С приводит к образованию более грубой бейнитной структуры, это понижает прежде всего работу разрушения образца с трещиной (рис. 26.3). Дальнейшее повышение температуры изотермы до 400° С приводит к понижению величин ударной вязкости и поперечного сужения шейки, удлинение продолжает монотонно возрастать при практически монотонном падении временного сопротивления и предела текучести. [c.333]

Следовательно, при прочих равных условиях аномальное изменение свойств в результате прокатки при определенных температурах обусловлено динамическим деформационным старением. Прокатка при температурах выше комнатной, но ниже Ль когда подвиж- ность атомов примесей уже достаточно велика, а подвижность атомов матрицы еще мала для заметной рекристаллизации в короткое время, обеспечивает необходимые условия для динамического взаимодействия между генерируемыми деформацией свободными дислокациями и примесными атомами. Воздействие пластической деформации и температуры при теплой прокатке и качественно, и по физической природе аналогично воздействию их при деформации растяжением или изгибом. Однако теплая прокатка предоставляет дополнительные возможности для исследования природы динамического деформационного старения, так как при прокатке, в отличие от метода механических испытаний при повышенных температурах, динамическое деформационное старение и механические испытания можно проводить раздельно, благодаря чему влияние повышенной температуры на эффект динамического деформационного старения устраняется, влияние его на свойства стали выявляется более полно. [c.270]

Нагрев вызывает изменение механических свойств металла Как видно из графика (рис. П1.4), предел прочности углеродистых сталей с повышением температуры (примерно с 300° С) непрерывно уменьшается, а относительное удлинение увеличивается. Следовательно, при деформировании стали, нагретой, например, до температуры 1200° С, можно достичь большего формоизменения при меньшем приложенном усилии, чем при деформировании ненагретой стали. Все металлы и сплавы имеют тенденцию к увеличению пластичности и [c.88]

При дальнейшем повышении температуры происходит рекристаллизация. Наступление и течение процесса рекристаллизации может быть иллюстрировано как диаграммой роста зерна (фиг. 11), так и изменением его свойств (фиг. 10). На фиг. 10 показано, как изменяются механические свойства наклепанного железа (мягкой стали) при рекристаллизации (температура около 500°). Из фигуры видно, что полная утрата наклепа и возвращение к нормаль-ньш свойствам происходит не мгновенно, а в некотором интервале температур. При нагреве до температуры возврата предел прочности несколько снижается, а относительное удлинение и ударная вязкость повышаются. После перехода за порог [c.43]

Изменение структуры при нагреве (отпуске) вызывает изменение и механических свойств закаленной стали. С повышением температуры отпуска твердость и прочность понижаются, а пластичность и вязкость повышаются. [c.72]

Влияние отпуска на механические свойства. Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска (до 200—250 °С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали мало зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в а-растворе (мартенсите). В связи с этим высокоуглеродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее (более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200— 250 °С. Прочность и вязкость стали при низких температурах отпуска несколько возрастает вследствие уменьшения макро- и микронапряжений и изменения структурного состояния. Повышение температуры отпуска от 200—250 до 500—600 °С заметно снижает твердость, временное сопротивление, предел текучести и повышает относительное удлинение, сужение (рио. 128, а) и трещиностой-кость Кхс- [c.187]

Изучение влияния режимов термической обработки на изменение механических свойств стали 1Х18Н9Т позволило установить, что с повышением температуры закалки прочностные характеристики при комнатных температурах уменьшаются, а пластичность увеличивается. При температурах испытания 600—800° С повышение температуры закалки вызывает увеличение кратковременной и длительной прочности и уменьшение пластичности (рис. 182). [c.338]

Повышение температуры закалки стали Х21Г7АН5 (ЭП222) с 950 до 1250° С мало снижает характеристики прочности и текучести пластические свойства и ударная вязкость при этом практически не изменяются. В случае испытания механических свойств при —196° С удлинение и сужение по мере повышения температуры закалки заметно падают. В несколько большей степени в этом случае снижаются и прочностные характеристики, как это видно из рис. 105, на котором приведены кривые изменения механических свойств стали ЭП222 при +20 и —196° С в зависимости от температуры закалки. Это объясняется изменением микрострук- [c.167]

Изотермическая выдержка без нагрузки в течение 3300 ч при температурах 77 и 4 К не привела к изменениям механических свойств стали 12Х18Н10Т при последующем повышении температуры до комнатной. [c.21]

Свариваемость этих сталей высокая. Обрабатываемость на металлорежущих станках низкая, если они предварительно не подвергаются волочению в холодном состоянии. Температурный интервал горячей механической обработки 1300—800°. Сопротивление атмосферной коррозии по 7—8 баллам шкалы коррозионной стойкости. На фиг. 55 представлено изменение механических свойств стали 08КП при повышенных температурах. На фиг. 56 представлено измеиение ударной вязкости стали при низких и высоких температурах, [c.117]

При сварке стали 35ХМ требуется подогрев до температуры 150—400° С. Обрабатываемость стали удовлетворительная. Пластичность при холодной деформации умеренная. Температурный интервал ковки 1180—850° С, штамповки 1220—850° С. Сопротивление атмосферной коррозии — по 7—8 баллам коррозионной стойкости. Изменения механических свойств стали 35ХМ в зависимости от температуры отпуска приведены на фиг. 84а, механические свойства при повышенных температурах — на фиг. 846, Полосы прокаливаемости сталей ЗОХМ и 35ХМ приведены на фиг. 84в. [c.199]

В табл. 39 показано изменение механических свойств стали марки 5ХВ2С при повышении температуры закалки после отпуска при температуре 600°. [c.258]

Фиг. 63. Изменение механических свойств стали 3X13 при повышении температуры кратковреме ииых испытаний иа растяжение, обработка — нормализация с ЮОи° С, отпуск 650° С.

Известны исследования 43] магнитных свойств стали ЗОХГС. Как и для других марок сталей с содержанием углерода более 0,3%, ход изменения магнитных свойств с температурой отпуска рюрмально закаленных образцов позволяет на основании измерений магнитных характеристик осуществить контроль качества термической обработки только сравнительно низкотемпературного отпуска (примерно до 450°С). В интервале температур отпуска 500—650 °С отсутствует однозначный ход зависимости магнитных свойств и твердости. В работе [44] изучены магнитные свойства стали 50ХГ (рис. 3). Все изученные магнитные свойства стали, достигнув некоторого значения при температуре закалки 780 °С, с дальнейшим повышением температуры остаются практически постоянными, что свидетельствует о малой чувствительности стали к перегреву. Изменения магнитных, электрических и механических свойств стали, закаленной от 850 °С и отпущенной при 100—700°С, протекают аналогично рассмотренным выше. [c.84]

При проверке выбранного режима и определении температуры подогрева при сварке закаливающихся сталей достаточно использовать результаты стандартных испытаний стали по методике ИМЕТ-1 или вали-ковой пробы, на основании которых можно получить зависимости изменения механических свойств металла околошовной зоны от скорости охлаждения и длительности пребывания выше Асз. По этим данным можно установить интервал скоростей охлаждения, ограничивающий область частичной закалки стали в зоне термического влияния, и выбрать расчетное значение по допускаемому проценту мартенсита в структуре и требуемому сочетанию механических свойств. При сварке сталей повышенной прочности содержание мартенсита в структуре металла зоны термического влияния обычно офаничивают 20. .. 30 %. Больший процент содержания мартенсита (иногда до 50 %) допускают лишь при сварке изделий с малой жесткостью при обязательной последующей термообработке. [c.286]

Развитие процессов возврата (рекристаллизации) проявляется прежде всего в закономерностях изменения механических свойств с повышением температуры. Так, для высокохромистой стали марки 2X13 (рис. 2, а) уже при переходе от испытания при 20° С к испытанию при 200° С угол наклона кривой деформирования в пластической области, характеризующий интенсивность упрочнения, [c.8]

Все разрывные машины должны подвергаться освидетельствованию и поверке не реже 1 раза в 2 года. Механические испытания на растяжение проводят при комнатной и при повышенной температурах. При повышении температуры характеристики механических свойств стали изменяются. Кинфигурацкл кривых растя хеккя с ростом температуры также претерпевает изменения. На кривой полностью исчезает площадка текучести. В интервале температур от 200 до 300 °С прочность углеродистых котельных сталей несколько повышается, а пластичность заметно снижается. Этот интервал температур назван интервалом синеломкости, так как окисная пленка, образующаяся на светлой механической обработанной поверхности металла, синего цвета. У легированных сталей температурный интервал понижения пластичности сдвинут в сторону более высоких температур и для стали 12Х1МФ составляет 500—510 °С. [c.16]

Полуферритные стали (17% Сг и 0,10% С) без титана склонны к некоторому упрочнению в результате нагрева до высоких температур. При этом повышение твердости сопровождается резким уменьшением ударной вязкости и эрозионной стойкости (рис. 115). Металлографические исследования показывают, что такая закономерность в изменении механических свойств и сопротивляемости микроударному- разрушению вызвана главным образом ростом зерна и образованием мартенситной фазы по его границам. При микроударном разрушении такой структуры выявляются очень слабые участки в поле ферритного зерна, непосредственно примыкаюш,ие к мартенситной составляющей. В этих местах быстро образуются очаги разрушения, вокруг которых концентрируются напряжения. Такие образцы разрушаются при испытании настолько интенсивно, что трудно установить различие в стойкости после отжига при различных высоких температурах. [c.201]

Изменение механических свойств инструментальной стали К14 в зависимости от температуры закалки и отпуска, а также продолжительности обработки представлено в табл. 105. Из этих данных (см. также рис.. 202) следует, что увеличение температуры закалки стали марки К14 выше 1000° С только в незначительной степени улучшает прочностные характеристики, при этом вязкие свойства ухудшаются. Стали, полученные методом электрошлакового переплава и, кроме того, хорошо обработанные путем пластической деформации, по сравнению с обычными инструментальными сталями, имеют более высокие значения вязкости при одних и тех же значениях прочности. Поэтому стали, полученные способом переплава, можно закаливать на ббльшую прочность (твердость) и благодаря этому увеличить износостойкость и долговечность инструмента. С уменьшением скорости охлаждения (охлаждение в масле или в соляной ванне вместо охлаждения на воздухе) или же с увеличением количества заэвтектоидных карбидов и содержания бейнита (см. рис. 199, б) в значительной степени ухудшаются прочностные и главным образом вязкие свойства сталей. Наиболее предпочтительные свойства получаются при ступенчатой закалке в соляной ванне. На прогрев детали с толщиной поперечного сечения 100 мм требуется около 15 мин. При закалке в масле нет необходимости держать детали в масле до полного охлаждения, а достаточно только до тех пор, пока температура сердцевины не достигнет 500° С. При толщине поперечного сечения 100 мм на охлаждение требуется таким образом около 8 мин, а при толщине 250 мм 25 мин. Повышение температуры отпуска выше 600° С приводит к ухудшению вязких свойств стали марки К14, а также сталей, полученных способом электрошлакового переплава. Сталь марки К14 более склонна к обезуглероживанию, чем стали марок К12 и К13. Обезуглероживание можно уменьшить путем цементации упаковкой в ящики с твердым карбюризатором При повышении температуры отпуска теплостойкой штамповой инструментальной стали для горячего деформирования марки 40 rMoV5.3 с содержанием 3% Мо и 5% Сг снижаются прочностные характеристики, растет значение ударной вязкости, значение вязкости при разрушении вначале также увеличивается. Путем отпуска при температуре 560—580° С можно добиться более благоприятного сочетания свойств. Отпуск при температуре выше 600° С охрупчивает эту сталь в меньшей степени, чем сталь К14. [c.249]

Добавка хрома к железу способствует образованию мар-тенситной (игольчатой) структуры (о. ц. к.-решетка) при сравнительно медленном охлаждении стали вследствие распада аустенитной структуры (г. ц. к.-решетка), устойчивой при повышенных температурах. Малая критическая скорость закалки позволяет осуществлять ее и получать мар-тенситную структуру при охлаждении на воздухе. В закаленном состоянии эти стали имеют высокую прочность и относительно низкую ударную вязкость. Для получения оптимальных механических свойств стали подвергают термообработке. Для мартенситных сталей, как правило, применяют нормализацию и отпуск (воздушное охлаждение от температуры аустенизации и затем повторный нагрев до определенной температуры нилсе температуры аустенизации). При отпуске в интервале температур 200—370 °С происходит снятие внутренних напряжений без изменения структуры и прочностных свойств 550—650 °С — распад мартенсита на феррит и карбиды типа СггзСе, при этом прочность стали снижается, а ударная вязкость повышается. Например, у стали 0,3 С 13 Сг при отпуске до 450 С Ob=1600 МПа, ударная вязкость (по Изоду) составляет 22 Дж до 800 °С 0в = 85О МПа, ударная вязкость равна 100 Дж [51, с. 26]. [c.154]

В энергетическом машиностроении важно не только повыщение комплекса механических свойств, но и сохранение значительной пластичности и ударной вязкости в процессе воздействия высоких температур. Поэтому задачей дальнейшей работы [74] явилось исследование влияния длительных выдержек при повышенных температурах на изменение ударной вязкости. Температура нагрева была принята 600 °С как наиболее опасная (охрупчивающая) для стали 40Х. Одну партию образцов подвергали нормализации, другую — ТЦО. Режим ТЦО состоял в ускоренном 8-кратном нагреве стали до температур на 30—50 °С выше точки Ас с последующим Подстуживанием на воздухе до температур на 50—80 °С ниже точки Аг и дальнейшим охлаждением в масле. Механические свойства при комнатной температуре для стали 40Х после ТО указаны в табл. 3.15. Далее образцы подвергали длительному воздействию температуры 600 °С и определяли значения ударной вязкости. Установлено (рис. 3.13), что, начиная с выдержки 50 ч, ударная вязкость стали 40Х возрастает, причем в случае нормализации исходное значение K U достигается после выдержки примерно 500 ч, а сталь 40Х, предварительно подвергнутая ТЦО, не только имеет значительно ббльшую ударную вязкость, но и быстрее (через 100 ч) восстанавливает исходную в случае охрупчивания. [c.103]

При исследовании влияния большого числа циклов (до 75) на механические свойства стали О8Х18Н10Т было выявлено, что прочностные свойства с увеличением числа циклов изменяются немонотонно. Наибольшее повышение НВ, Ов и <7т наблюдали после первых восьми циклов, а затем — снижение. На 25-м цикле, например, Твердость вновь была экстремально большой, а после 32-го — снизилась на 200 МПа. Отмеченная периодичность была обнаружена и на других сплавах [127]. Такое изменение свойств объясняется в основном регулярно сменой в преобладании процесса упрочнения фазовым наклепом над разупрочнением от диффузионных процессов перестройки кристаллической решетки при рекристаллизации. Однако возрастание немонотонной зависимости механических свойств от числа циклов может быть обусловлено действием дисперсионного упрочнения. Так как в аустенитных сталях наряду с основным ау-превращением идет и ае-превращение, то имеется возможность повлиять на структуру и свойства этих сталей, используя главным образом а е-превращение. В этом случае температурный интервал термоциклирования резко сужается. Так как у стали 0Х18Н10Т а е-превращение идет при температуре ниже комнатной, то был опробован режим ТЦО с охлаждениями до —196 °С (в жидком азоте) с отогревами на воздухе до комнатных температур [218]. Установлено, что эффект упрочнения в этом случае обусловлен измельчением исходного размера зерна вследствие появления большого числа пластин е-фазы. Это улучшает основные механические свойства стали XI8Н1 ОТ [139]. [c.108]

Обычно процессы сфероидизации и коалесценции цементитных частиц приводят к снижению прочностных и росту пластических свойств. В этом же направлении оказывает влияние и уменьшение плотности дефектов кристаллической решетки, связанное с процессами полигонизации и рекристаллизации феррита. Однако изменение механических свойств при отпус1 е деформированных сталей в интервале температур 300—600° С не носит монотонного характера. В работах [11, с. 251 119, с. 106 и 116 254—256 267 295 401] показано, что отпуск при указанных температурах приводит к некоторому повышению или задержке в снижении прочностных свойств и падению пластических (см. также рис. 54, 55). Величина аномального эффекта в среднем интервале температур отпуска определяется содержанием углерода в стали, формой и размерами цементитных частиц и степенью деформации. [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...