Хрупкость при отпуске конструкционной стали

Хрупкость при отпуске конструкционной стали [c.300]

С а д о в с к и й В. Д., Ч у п р а к о в а Н. П. Влияние легирующих элементов на ударную вязкость конструкционных сталей и явление хрупкости при отпуске. Труды Института металлофизики и металлургии УФАН, 1945, вып. 6. [c.260]

Первый вид хрупкости при отпуске. Этот вид хрупкости показан на фиг. 194. Здесь приведена типичная диаграмма изменения механических свойств конструкционной легированной стали в зависи- [c.300]

Неустранимая хрупкость при отпуске в зависимости от состава легированной конструкционной стали может проявляться в большей или меньшей степени. Иногда же в некоторых марках стали наблюдаются даже два интервала хрупкости один — при 270—400°, второй — при 500—550°, причем появление хрупкости в первом интервале не сопровождается заметным увеличением твердости возникновение же хрупкости во втором интервале часто отмечается также некоторым повышением твердости. [c.301]

Второй вид хрупкости при отпуске. Кроме указанного вида неустранимой хрупкости при отпуске, у многих марок конструкционной легированной стали существует еще другой вид хрупкости, наблюдаемый тоже при отпуске, но обязательно высоком (выше 450°), и связанный со скоростью последующего охлаждения после произведенного нагрева для отпуска, а именно если охлаждение проводится медленно, ударная вязкость оказывается сниженной — проявляется хрупкость. В случае быстрого охлаждения ударная вязкость сохраняется на высоком уровне. Возникновение указанной хрупкости показано на фиг. 195. [c.301]

Скорость охлаждения при отпуске углеродистой стали большого значения не имеет. Однако медленное охлаждение некоторых легированных конструкционных сталей после высокого отпуска приводит к резкому снижению ударной вязкости. Это явление называют отпускной хрупкостью второго рода. Для устранения ее производят быстрое охлаждение или вводят в сталь небольшие количества молибдена, вольфрама, ниобия, титана. [c.136]

Влияние температуры отпуска закаленных сталей высокой прочности на склонность к коррозии под напряжением исследовали в работе [38, с. 45]. С увеличением температуры отпуска и уменьшением предела прочности сопротивление коррозии под напряжением в общем случае возрастает, однако большинство реально применяемых конструкционных высокопрочных сталей имеют при определенных температурах отпуска провал коррозионной стойкости (рис. 30). Происхождение этого провала имеет, видимо, общее явление с обнаруживаемой хрупкостью при отпуске. [c.94]

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]

Характеристики пластичности й и V возрастают по мере повышения температуры отпуска (см. рис. 6.34). Ударная вязкость непосредственно после закалки низкая. С повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, однако есть два температурных интервала, при которых у конструкционных сталей она заметно снижается 250 - 350 и 500 — 600 °С. Понижение вязкости соответственно называют отпускной хрупкостью I и II рода (рис. 6.35). Природа охрупчивания сталей после отпуска при указанных температурах недостаточно ясна. [c.191]

Понижение ударной вязкости после отпуска при 250 - 350° С наблюдается у всех конструкционных сталей независимо от степени легирования. Заметное падение ударной вязкости после отпуска при 500 - 600 °С наблюдается только у легированных конструкционных сталей — хромистых, марганцевых, хромоникелевых, хромомарганцевых и т.д. Снижения вязкости почти не происходит в случае быстрого охлаждения от температуры отпуска (в воде или масле). Отпускная хрупкость II рода заметно подавляется даже при медленном охлаждении от температуры отпуска дополнительным легированием сталей молибденом или вольфрамом в количестве 0,3 и 1 % соответственно. [c.192]

Высокий отпуск проводят при температуре 500, ,, 680 °С. Продолжительность его составляет от одного до нескольких часов. У легированных конструкционных сталей (хромистых, марганцевых, хромоникелевых и др.) при охлаждении деталей на воздухе наблюдается снижение ударной вязкости отпускная хрупкость второго рода). Для устранения этого явления используют быстрое охлаждение (в воде или масле) деталей от температуры отпуска или применяют стали, дополнительно легированные в малых количествах молибденом либо вольфрамом. [c.629]

Закалку с высоким отпуском называют улучшением. Чем выше температура отпуска, тем больше увеличивается ударная вязкость, но для некоторых конструкционных сталей наблюдается уменьшение ударной вязкости. Этот дефект называется отпускной хрупкостью, он зависит от скорости охлаждения при отпуске, объясняется неравномерностью превращений мартенсита в сорбит. Для углеродистых сталей отпускная хрупкость при повторных нагревах тех же деталей не наблюдается. Для легированных сталей она обратима, поэтому изделия из стали, склонной к отпускной хрупкости, нельзя использовать для эксплуатации при нагреве. [c.82]

Марганцовистые конструкционные стали, содержащие более 1,5%Мп, имеют повышенную склонность к отпускной хрупкости их ударная вязкость резко снижается при медленном охлаждении после отпуска. [c.148]

Конструкционные (машиностроительные) улучшаемые легированные стали. Улучшаемыми конструкционными сталями называют стали, которые используют после закалки и высокого отпуска (улучшения). Стали содержат 0,3—0,5 , о С и их подвергают закалке при температуре 820—880° С (в зависимости от состава) в масле (крупные детали охлаждают в воде) и высокому отпуску при температуре 550—650° С. Стали должны иметь высокий предел текучести, малую чувствительность к концентрациям напряжений, а в изделиях, работающих при многократно прилагаемых нагрузках, — высокий предел выносливости и достаточный запас вязкости. Кроме того, улучшаемые стали должны обладать хорошей прокаливаемостью и малой чувствительностью к отпускной хрупкости. [c.277]

Отпуск закаленной стали применяется для снятия внутренних напряжений и уменьшения хрупкости закаленной стали. Низкий отпуск при температурах 150—200° С применяется для режущего и мерительного инструмента с целью снятия внутренних напряжений при сохранении высокой твердости и износостойкости. Средний отпуск при температуре 350— 450° С применяется для пружин и рессор для обеспечения высокого предела упругости при достаточной вязкости. Высокий отпуск при температуре 500—600° С применяется для конструкционных сталей с целью снятия внутренних напряжений и получения высокой вязкости при сохра-. нении прочности. [c.130]

Особенностью легированной конструкционной стали, в отличие от простой, является поведение ее при отпуске, выражающееся в появлении двух видов хрупкости. [c.300]

Отпуск высокий производится при температуре в интервале 450—650°С, выдержка ( ри этой температуре и охлаждение с любой скоростью для стали, не чувствительной (по хрупкости) к скорости охлаждения. Для стали, чувствительной к скорости охлаждения, применяют ускоренное охлаждение в масле или воде. При высоком отпуске получается структура сорбита. Закаленная сталь с такой структурой обладает высокой ударной вязкостью при достаточной твердости, пластичности и прочности. Применяется для деталей, изготовленных из улучшаемых конструкционных сталей, для инструментов из быстрорежущей стали, а также для деталей из цементуемых марок стали, содержащих остаточный аустенит в цементованном слое. [c.67]

Отпускной хрупкостью называют падение ударной вязкости легированных конструкционных сталей при отпуске. Различают отпускную хрупкость первого и второго рода. При отпускной хрупкости первого рода резкое снижение ударной вязкости наблюдается при охлаждении с температуры 300° С этот вид отпускной хрупкости не зависит от состава стали и скорости охлаждения при отпуске. Отпускной хрупкостью второго рода называют резкое снижение ударной вязкости стали при медленном охлаждении с температуры высокого отпуска. Особое значение имеет отпускная хрупкость второго рода, так как наилучший комплекс механических свойств многие легированные стали приобретают после закалки и высокого отпуска (улучшения). Наиболее чувствительны к отпускной хрупкости второго рода такие широко распространенные стали, как хромистые, хромомарганцовистые, хромоникелевые и др. Причиной отпускной хрупкости второго рода является выделение хрупких фаз (природа которых еще недостаточна ясна) по границам зерен. Одни элементы способствуют их выделению—Сг, Мп, а другие препятствуют (Мо, ). Поэтому отпускная хрупкость может быть устранена путем введения в сталь небольших количеств Мо или W или же путем быстрого охлаждения. Последний способ применяют реже, так как быстрое охлаждение после отпуска способствует образованию в стали внутренних остаточных напряжений. [c.166]

Никель — важнейший элемент, применяемый при производстве конструкционных легированных сталей. Растворяясь в феррите, он наиболее сильно из всех легирующих элементов его упрочняет и при этом не снижает его вязкости. Влияние иикеля на механические свойства сказывается после закалки и последующего отпуска, после чего никелевая сталь имеет высокую твердость и в то же время не имеет хрупкости. [c.169]

Молибден и вольфрам значительно улучшают свойства хромоникелевых конструкционных сталей прежде всего тем, что снижают чувствительность к скорости охлаждения после высокого отпуска, резко уменьшая высокотемпературную отпускную хрупкость." Как сильные карбидообразующие элементы, молибден и вольфрам тормозят рост зерен аустенита, расширяя температурный интервал нагрева для термической обработки. Оба элемента, добавленные к хромоникелевой стали, увеличивают устойчивость переохлажденного аустенита в области первой ступени. Повышение устойчивости аустенита вольфрамом особенно значительно сказывается при малом [c.71]

Вид излома позволяет хорошо выявить перегрев при закалке. При этом конструкционные легированные стали для правильной оценки величины зерна в закаленном состоянии целесообразно подвергать отпуску в интервале развития хрупкости первого рода. [c.308]

Влияние легирования на процессы при отпуске сталей. Конструкционные стали, подвергаемые закалке и отпуску, имеют склонность к отпускной хрупкости. Различают два температурных интервала отпускной хрупкости, которые характеризуют отпускную хрупкость первого и второго рода. Отпускная хрупкость первого рода (необратимая) проявляется после отпуска при температуре около 300 °С, а отпускная хрупкость второго рода (обратимая) - после отпуска при температуре выше 500 °С. Необратимая отпускная хрупкость присуща практически всем углеродистым и легированным сталям после отпуска при 250-400 °С. После повторного отпуска при 400-500 °С хрупкость исчезает и сталь становится к ней не склонной даже при повторном отпуске в районе опасных температур (около 300 °С). Такая хрупкость не зависит от скорости охлаждения после отпуска. [c.56]

Поэтому сверхструктуры используются в основном в сталях и сплавах со специальными свойствами сплавах с высокой магнитострикцией, высококоэрцитивных сплавах для специальных постоянных магнитов и т. п. В ряде других случаев сверхструктуры вредны, и для предотвращения их образования необходимо принимать меры. Примерами могут служить магнитномягкие сплавы, от которых требуется низкая коэрцитивная сила, некоторые сорта конструкционной стали и др. Высказывалось предположение, что образование сверхструктур легирующими элементами в граничном слое ау-стенитного (бывшего аустенитиого) зерна является одной из причин обратимой хрупкости при отпуске конструкционной улучшаемой стали определенных составов. [c.565]

Добавка молибдена обеспечивает получение однородной мелкокристаллической структуры стали, увелич ивает прокаливаемость стали и способствует устранению хрупкости в результате отпуска. Молибден широко применяют при изготовлении конструкционных сталей, содержащих 0,15—0,50% Мо. В быстрорежущей стали молибден заменяет часть вольфрама. Молибден в сочетании с другими легирующими элементами находит широкое применение при производстве нержавеющих, жаропрочных, кислотостойких и инструментальных сталей и сплавов с особыми физическими свойствами. Добавка молибдена в чугун увеличивает его прочность и сопротивление износу. Для легирования стали обычно используют ферромолибден (табл. 91), а также металлический молибден (для легирования специальных сплавов), молибдат кальция и технический триоксид молибдена МоОз (>50 % Мо, —0,10 % С и 0,12 % S). В черной металлургии используют 95 % всего добываемого молибдена. [c.282]

Повышая прокаливаемость, уменьшая рост зерна аустенита при нагреве, повышая устойчивость стали против опгауска и устраняя явление хрупкости при отпуске, молибден в количестве от 0,15 до 0,4 /о входит в. состав конструкционных сталей, содержащих марганец, никель, хром, В ольфрам и т. д. [c.279]

Молибден в конструкционных сталях содержится обычно в небольших количествах — до 0,60%. Молибден уменьщает склонность стали к перегреву, повышает ее стойкость при повышенных температурах, устраняет явление хрупкости при отпуске, повышает ударную вязкость, а также улучшает обрабатываемость стали в холодном и горячем состояниях. [c.191]

Вольфрам ( -) образует в стали очень твердые химические соединения — карбиды, резко увеличивающие твердость и красноломкость стали. Он препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. При содержании не свыше 1,5% он присутствует в конструкционных сталях в количестве не более 22% вводится в инструментальную сталь для улукшения ре куп1их свойств и является присадкой в быстрорежущих сталях. [c.6]

И отечественных исследований неожиданно было обнаружено, что рост зерна при перегреве стали ведет к значительному увеличению / ie высокопрочных конструкционных сталей типа 40Х и 40ХНМ при низком отпуске (рис. 15.14). Этот специфический случай нарушения структурной корреляции между Ki и ударной вязкостью свидетельствиет о том, что характер влияния некоторых факторов на хрупкость может в значительной мере зависеть от типа [c.241]

Из уравнения (4.1) следует, что при постоянном размере кристаллита (зерна) критическая температура хрупкости линейно зависит от отношения (1-4 )/( + / ) [46]. Линейный тип связи Tjq с отношением (1-4)/(1+4) свойствен сталям после разных режимов термообработки (отпуска) и сварки (рис. 4.30). При построении зависимости Tgr, от (1-4)Д1 + 4) для стали 2,25 Сг-1 Мо использовали табличные данные [102]. Для конструкционных сталей в термоулучшенном состоянии (закалка + высокий отпуск) коэффициент пропорциональности k в зависимости от fe (l-4)/(l-i-4)варьируется от 80 до 270 С [46]. Вариация значений k обусловлена изменением механизма распространения хрупких трещин. При значительном зернограничном охрупчивании (f > 65%) распространение треш ин происходит предпочтительно по границам бывших зерен аустенита. [c.165]

Принципиально аналогичным образом влияют указанные примеси и на развитие обратимой отпускной хрупкости более сложных по составу сложнолегированных конструкционных сплавов, Охрупчивающее влияние примесей в конструкционных сталях проявляется при развитии обратимой отпускной хрупкости как в процессе замедленного охлаждения от температуры высокого отпуска, так и при изотермических выдержках в опасном интервала температур. Так, при исследовании отпускной хрупкости, развивающейся в результате замедленного охлаждения хромомарганцевой стали типа 35ХГ (0,35 % С 0,30 % 81 1,1 % Сг 0,8 % Мп при концентрациях сурьмы, мышьяка и олова около 0,001 %) установлено [7] резкое повышение степени охрупчивания во всем исследованном диапазоне скоростей охлаждения (0,17- [c.37]

Отметим, что восприимчивость к отпускной хрупкости (ВХ) определена [3, 29, 99] по температурно-временным диаграммам охрупчивания, впервые использованным для систематического анализа роли Р, С и легирования. При этом установлено, что без построения таких диаграмм получить достоверную (даже качественную) оценку восприимчивости чрезвычайно трудно, в частности потому, что температура максимального развития охрупчивания (Г ) в ряде случаев повышается до 600-700°С, т.е, до температуры отпуска, который используют обь1чно для получения "вязкого" состояния при изучении отпускной хрупкости конструкционных сталей. [c.67]

Для объяснения закономерностей обратимой отпускной хрупкости значительный интерес представляет построение не только изотермических, но и термокинетических диаграмм охрупчивания, развивающегося в процессе охлаждения стали после высокого отпуска, т.е. в условиях непрерывного изменения как адсорбционной емкости границ зерен, так и диффузионной подвижности примесных атомов. Кинг и Вигмор [144] предложили метод построения термокинетических диаграмм охрупчивания, основанный на наложении кривых охлаждения (графиков изменения во времени температуры образца или детали при охлаждении с различной скоростью) на диаграмму изотермического охрупчивания стали. Однако такой метод построения термокинетических диаграмм изменения свойств стали при непрерывном охлаждении по данным, полученным в изотермических условиях, приводит, как показано, например, для случая С-образных и термокинетических диаграмм фазовых превращений переохлажденного аустенита [152], к существенным количественным ошибкам. Такого недостатка лишен предложенный для прогнозирования развития отпускной хрупкости стали в условиях замедленного охлаждения после отпуска метод расчета кинетики зернограничной сегрегации фосфора и соответствующего охрупчивания при непрерывном снижении температуры [27, 142, 143] Этот метод использован для расчета термокинетических диаграмм охрупчивания Сг - N1 -Мо конструкционных сталей с различными концентрациями никеля и фосфора [27, 143]. [c.102]

Существует большая группа сварных изделий — сварной режущий инструмент. В работе [227] изучено влияние ТЦО на структуру и механические свойства сварных швов заготовок инструмента. Для экономии дорогостоящих быстрорежущих сталей режущий инструмент обычно изготавливают, предварительно сваривая заготовки из быстрорежущих сталей, например Р6М5, и конструкционных (углеродистых и низколегированных). Быстрорежущая часть заготовки предназначена для рабочей (режущей) зоны инструмента, конструкционная, например из стали 45,— для хвостовиков сверл, фрез, метчиков и т. д. Сварку сталей производят двумя наиболее распространенными способами трением и электроконтактным оплавлением. Сварной шов в месте соединения быстрорежущих и конструкционных сталей характеризуется большой твердостью (до 63—65 ННСэ), хрупкостью и практически не обрабатывается резанием. Большая твердость шва обусловлена закалкой поверхностных слоев при охлаждении на воздухе от температур оплавления и появлением в его структуре ледебуритных игл — крупных карбидных включений. Значительная хрупкость зоны шва связана с потерей пластичности сталью, перегретой при сварке до оплавления, и с ускоренной кристаллизацией и последующей закалкой. Такая структура неудовлетворительна не только для механической обработки при изготовлении инструмента, но и для окончательной ТО — закалки и соответствующего отпуска. Дело в том, что если производить закалку сварного соединения, в структуре которого имеется ледебурит, то получаемая структура мартенсита с иглами крупных карбидов тоже имеет неудовлетворительные свойства. На практике часто сварные швы не подвергают закалке. [c.225]

Фосфатирование высокопрочных конструкционных сталей практически не оказывает влияния на их пластические и прочностные свойства при статическом и динамическом растяжении, а также не изменяет ударной вязкости этих сталей в пределах от -[-20 до —50° С, усталостная прочность их при повторных ударах также не снижается. Несколько снижается предел выносливости при знакопеременном изгибе —для стали, фосфатированной обычным способом на 12—15%, а ускоренным способом — на 5—10%. Предварительная закалка и отпуск при 470 °С высокопрочной стали предотвращает возникновение в ней хрупкости после фосфатирования [184]. Хрупкость фосфатированного металла устраняется при хранении его в течение 24 ч при комнатной температуре лли при 104 °С в течение 1 ч. По данным Ф. Н. Наумова и А. И. Липина [185], обычное фосфатирование (мажеф — 45 г/л, при 98 °С в течение 45 мин) конструкционных сталей марок ЗОХГСА, 40ХНМА, 38ХА и 12ХНЗА снижает предел выносливости металла (на 30—47%) и не оказывает существенного влияния на изменение его Сд и б. Фосфатирование в присутствии нитрата цинка не изменяет механические свойства указанных марок сталей. [c.108]

Кроме температуры нагрева, основным фактором при отпуске является время выдержки. Скорость охлаждения в большинстве случаев значения не имеет. Однако медленное охлаждение некоторых легированных конструкционных сталей после высокого отпуска приводит к резкому снижению ударной вязкости. Это явление получцло название отпускной хрупкости второго рода. Охлаждение таких сталей следует производить быстро [c.189]

Поверхностный окисленный слой может привести к хрупкости нержавеющие конструкционные стали со структурой мартенсита, отпущенные или состаренные при 400—550°С. Стали, подвергнутые отпуску ниже 400°С, в том числе сталь ВНС-5, обработанная ца прочность ав=1,6 Гн мР- (160 кГ/мм ), не склонны к поверхностной хрупкосги. Образцы таких сталей даже с весьма большим окисленным слоем можно согнуть на 90° без разрушения. [c.201]

В конструкционных сталях, содержащих ванадий и ниобий, можно встретиться еще с хрупкостью третьего рода, вызываемой дисперсионным твердением. Например, хромоникелевая сталь марки 37ХНЗА при добавке ванадия в количестве 0,5% и более после отпуска при температурах около 600° характеризуется пониженной вязкостью при некотором повышении прочности. [c.53]

В углеродистой стали увеличение времени выдержки при отпуске несколько повыша-31 ударную вязкость. В легированных конструкционных сталях излишне длительная вы держка при отпуске приводит к ухудшению ударной вязкости и не может быть рекомендована. При низких температурах отпуска (200—250°) большая выдержка ведет к развитию низкотемпературной хрупкости (фиг. 51), а при температурах 450—5001° — к появлению высокотемпературной хрупкости. При очень длительных выдержках при повышенных температурах (400—450°) хрупкость обнаруживается даже в хромоникелемолибденовых сталях, которые в обычных условиях не обладают склонностью к отпускной высокотемпературной хрупкости. Это явление получило название тепловой хрупкости и для ее уменьшения требуется повышение в стали содержания молибдена или вольфрама [c.94]

Молибден повышает ударную вязкость, прочность стали и устраняет хрупкость ее при отпуске. В конструкционных сталях молибден содержится в пределах 0,15—0,30%. Сварка некоторых сортов молибденовых сталей может сопровождаться образованием трещин в зонах термического влияния. Молибден значительно увеличивает глубину прокаливаемости стали, он сним<ает температуру мартенситного превращения. [c.249]

Результаты определения для некоторых марок литой конструкционной стали чувствительности к охлаждению после Отпуска (отпускной хрупкости) представлены на рис. 32, образцы вырезали из пробных брусков толщиной 30 мм, подвергали закалке или нормализации и отпуску при 670°. При охлаждении с печью ударная вязкость легированной стали марок ЗОХНВЛ, ЗОДХСНЛ и др. заметно снижается по сравнению с получаемой при охлаждении в воде. Чувствительность всех марок конструкционной легированной стали к охлаждению после отпуска примерно одинаковая. [c.506]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...