Дополнительному упрочнению

Старение закаленных сплавов После закалки следует старение, которое приводит к дополнительному повышению прочности сплава при некотором снижении пластичности и вязкости.

Причем первые два слагаемых составляют полный статический напор Яст, развиваемый колесом, а последнее слагаемое определяет динамический напор Hv Первое слагаемое в уравнении (8.18) соответствует повышению статического давления за счет действия центробежных сил, второе — дополнительному повышению статического давления за счет

В данном случае термомеханическая обработка сталей проводилась как методом ВТМО (обжатие до 80% при 930°; немедленная закалка; отпуск при 100°), так и методом НТМО (подстуживание до 470—480° для стали 37ХНЗА или до 540— 560° для стали 40Х1НВА; деформация; закалка в масле и низкий отпуск); и в обоих случаях наложение магнитного поля при закалке привело к созданию более однородных механических свойств и к дополнительному повышению предела прочности на 5—7 кГ/мм2 (сравнительно малое повышение прочности авторы [96] объясняют тем, что в описываемых опытах исполь-

Дробеструйный наклеп поверхностно-закаленных наружных поверхностей цилиндрических деталей не приводит к существенному дополнительному повышению предела выносливости и поэтому является нецелесообразным. Зоны поверхностно-закаленных деталей, где обрывается закаленный слой, являются ослабленными. Предел выносливости их значительно снижается (до 33%). Это объясняется наличием остаточных напряжений растяжения в зоне обрыва слоя, а также возможным изменением структуры металла вследствие местного отпуска.

Небольшие степени холодной деформации неотпущенного мартенсита приводят к дополнительному повышению прочности

Положительное влияние последующего за цементацией поверхностного наклепа было отмечено также в работе [5]. На лабораторных цилиндрических образцах диаметром 6 мм из сталей 12ХНЗА и 18ХНВА было установлено, что дробеструйный наклеп после цементации приводит к дополнительному повышению предела выносливости на 20—28% (гладкие образцы) и 55—60% (надрезанные образцы), при этом очаг зарождения усталостной трещины для наклепанных образцов перемещается в подслойную область. Благоприятные изменения характера остаточной напряженности цементованного слоя, -происходящие в результате наклепа дробью, обусловливают резкое снижение чувствительности цементованных образцов к надрезу. Так, предел выносливости образцов с надрезом (3К = 1,54) после комбинированного упрочнения (цементации и дробеструйного наклепа) оказался равным или даже более высоким, чем предел выносливости гладких цементованных образцов без дополнительного наклепа дробью.

Поверхностная закалка вогнутых поверхностей может вызывать неблагоприятные остаточные растягивающие напряжения. В этих случаях нельзя ожидать повышения усталостной 'Прочности и снижения чувствительности к концентрации напряжений для закаленных деталей. Последующий за поверхностной закалкой дробеструйный наклеп для наружных поверхностей цилиндрических деталей не приводит к существенному дополнительному повышению предела выносливости и поэтому нецелесообразен для поверхностно-закаленных деталей этого типа (т. е. деталей, в которых закалка не вызывает в поверхностных слоях остаточных растягивающих напряжений).

становления температуры необходимо увеличить байпа-сирование лара, но тгри этом возрастает температура t"i то, что ведет .к дополнительному повышению первичного перегрева tw.

Топки многих котлов, рассчитанных на жидкое шлакоудаление, имеют в средней части пережим, способствующий дополнительному повышению температуры газов в зоне активного горения и над ванной с жидким шлаком (см. рис. 2-5,6; 3-4 и др.). С высокими эксплуатационными показателями работают на антраците и тощих углях, например, широко распространенные Т-образные котлы ТП-100, не имеющие такого сужения сечения топочной камеры.

Во многих случаях соединения на клеях в процессе эксплуатации работают в условиях повышенных тепловых нагрузок, при которых создание нормальных рабочих условий для конструкций требует осуществления интенсивного теплоотвода из рабочей зоны. Однако наличие клеевой прослойки между поверхностями склеенных деталей, обладающей меньшей по сравнению с металлами теплопроводностью, создает дополнительное термическое сопротивление на пути теплового потока. Наличие этого сопротивления приводит к температурному скачку на границе между склеенными поверхностями и соответственно к дополнительному повышению температуры рабочей зоны объекта.

№' 3: о =0,56 (видна тенденция к дополнительному повышению скорости в каждом периоде); рср = 17,7; РСП~ 3,63; Nс„ = 48,5; длина каната — 15 м; в — осциллограмма № 7: Уср — 1,10; рс„ = 16,1; Л^- = 54; г — осциллограмма № 9: ос„ = 1,12 (частота изменения скорости удвоилась); р = = 28,2; Рср = 3,26; Мср = 67,9; длина каната = 1 м

и получение пересыщенного раствора, способного к дополнительному упрочнению за счет дисперсионного твердения.

Для многих металлов и сплавов имеются зависимости скалывающего напряжения от скорости и температуры деформации. Структура, сформировавшаяся в процессе деформации, зависит от скорости деформации и температуры. На это указывает изменение механизма деформации, т. е. замена скольжения двойникованием. Высокоскоростная деформация приводит к дополнительному упрочнению по сравнению со статическим нагру-жением. Наибольший прирост прочности в результате

Таким образом, микроструктурные и микродюрометрические исследования показали, что непосредственно нагрев лазерным излучением при выбранных режимах облучения термообработанной стали Р18 не приводит к дополнительному упрочнению ее, а наоборот, вызывает снижение твердости первого слоя (незначительное повышение твердости во втором узком слое принципиального значения не имеет). Основной причиной снижения микротвердости, как отмечалось выше, является, очевидно, сохранение значительного количества остаточного аустенита в первом слое после окончательного нагрева и последующего скоростного охлаждения.

После нормализации сталь имеет аустенито-мартенситную структуру с ферритом около 20%. При обработке холодом аустенит полностью распадается, а старение при 500° С способствует дополнительному упрочнению ферритной составляющей. После нормализации сталь хорошо штампуется, но прокатка ее протекает с ограниченными степенями обжатия.

В хромсодержащих сплавах в процессе старения, наряду с выделением второй фазы, происходит расслоение твёрдого раствора с образованием зон (10-=-30 А), обогащенных хромом, что приводит к дополнительному упрочнению стали. ^

К сталям переходного класса, в которых после высокотемпературной закалки образуется аустенит, а их упрочнение достигается отпуском с последующим старением или обработкой холодом с последующим старением, примыкают нержавеющие стали, имеющие мартенситную структуру после проведения высокотемпературного нагрева с последующим охлаждением. Эти стали подвержены дополнительному упрочнению после старения благодаря дальнейшему образованию мартенсита или выделению упрочняющих фаз. Температура мартенситного превращения таких сталей должна быть выше комнатной, так как это позволяет получать повышенные прочностные свойства уже при закалке вследствие протекания мартенситного превращения. Для обеспечения определённой степени мартенситного превращения при закалке нержавеющие мартенситные стали выплавляют с низким содержанием С, а иногда вводят в них Nb или Ti, которые способны связывать С в карбиды.

После закалки сталь обладает высокой пластичностью (8 = 30%, ст„ = 900 МПа) и может пластически деформироваться и обрабатываться резанием. Обработка холодом вызывает превращение —80% аустенита в мартенсит. Последующее старение приводит к дополнительному упрочнению стали (а„ = 1200—1300 МПа, 5 = 10%) за счет выделения в мартенсите дисперсных фаз типа №зА1.

Движение дислокаций в упорядоченном твердом растворе. Упрочнение в твердом растворе обычно рассматривается для случая полностью неупорядоченного сплава. Когда в решетке существует преимущественное расположение атомов (ближний или дальний порядок), это приводит к дополнительному упрочнению, т. е. для движения дислокаций нужна дополнительная энергия. В случае упорядоченных твердых растворов (Cu3Au, Ni3Mn) появление краевой дислокации приводит к нарушению полной степени упорядочения, образуется граница антифазного домена, такая граница имеет характеристическую энергию, зависящую от степени упорядочения решетки. Сохранение в этом случае дальнего порядка возможно, если в решетке будут существовать пары дислокаций. Такая дислокация восстанавливает первоначальное расположение атомов. Поэтому полная дислокация в упорядоченной решетке состоит из двух обычных дислокаций, соединенных антифазной границей (А. Ф. Г.) — такая дислокация называется сверхструкт-урной (рис. 133). Для ее движения необходимо дополнительное напряжение.

Специфика старения этих сплавов состоит в том, что оно происходит (как и деформационное старение) на фоне большой плотности дефектов, которая возникает после мартенситного превращения. Несмотря на многочисленные исследования, природа выделяющихся фаз не вполне выяснена. В случае пере-старивания образуется фаза Лавеса типа Fe2Mo. Возможны выделения NisMo, в присутствии титана NisTi, что приводит к дополнительному упрочнению. Высокая пластичность этих сплавов, по-видимому, в значительной мере связана со свойствами матрицы, которые определяются малым содержанием углерода и присутствием никеля и кобальта. Влияние последних, возможно, сводится либо к ослаблению взаимодействия дислокаций с углеродом, либо к уменьшению температурной зависимости сил Пайерлса-Набарро. Вторая причина связана с особенностями старения в присутствии кобальта и молибдена: в последнем случае наблюдается более равномерное распределение фаз.

и получение пересыщенного раствора, способного к дополнительному упрочнению за счет дисперсионного твердения.

При напряжениях, меньших акр, протекает процесс обратимой ползучести (последействия), идущий с весьма малой деформацией и обычно не учитываемый. При температурах меньших 0,5 Тпл, но напряжениях выше окр, устанавливается низкотемпературная ползучесть, имеющая неустановившийся характер. Так как зависимость деформации от времени для этого вида ползучести выражается логарифмической функцией, то она называется логарифмической ползучестью. Ее скорости малы, а механизм связан с флуктуациями термических напряжений до уровня, способного вызвать дополнительную пластическую деформацию с течением времени. Поскольку с возрастанием деформации флуктуации напряжений приводят к дополнительному упрочнению материала, с ростом деформации ее дальнейшее протекание все более затухает и скорость ползучести снижается. Исключением из этого общего случая является, например, замедленное разрушение закаленной стали, при которой в результате значительной неупорядоченности границ зерен и насыщенности их вакансиями и в условиях низкотемпературной ползучести возможно образование межзеренных трещин [87]. При напряжениях, близких к пределу прочности, можно вызвать разрушение образцов технического железа даже при отрицательной температуре ( — 60° С). В этом случае можно полагать, что процесс логарифмической ползучести при таких высоких напряжениях приводит к образованию шейки в образце, что и вызывает разрушение в отличие от затухания процесса деформирования при умеренном уровне напряжений.