Отпущенном состоянии

При выборе вида сварки, сварочных материалов и режимов сварки высокохромистых сталей, особенно жаропрочных, необходимо учитывать, что даже небольшие отклонения в химическом составе металла швов (по ряду элементов в пределах десятых долей процента) могут приводить к значительному изменению их служебных свойств. Причиной этому, как правило, является гетерогенность структуры металла (например, наличие зерен структурно-свободного феррита в сорбитной основе отпущенного мартенсита).

лучшего комплекса механических свойств являются: для малоуглеродистых легированных сталей — закалка с 900°С в масле с отпуском при 150°С (структура отпущенного мартенсита); для среднеутлеродистых легированных сталей — закалка с 850°С в масле с отпуском при 550—650°С (структура сорбита). В обоих случаях механические свойства получаются почти одинаковые.

Структуру, получающуюся в результате распада мартенсита при температурах ниже 350 'С, называют отпущенным, мартенситом, который отличается от мартенсита закалки меньшей концентрацией в нем углерода и включениями дисперсных пластинчатых кристалликов е-карбида, когерентно связанных с решеткой мартенсита. Кристаллы отпущенного мартенсита сохраняют ту же морфологию, что и исходный мартенсит, но их гетрагоналыюсть и плотность дефектов меньше, чем в мартенсите закалки. Содержание углерода в отпущенном мартенсите определяется температурой и продолжительностью нагрева, а также составом исходного мартенсита. Чем выше температура отпуска, тем меньше содержание углерода в твер дом растворе (мартенсите) (рис. 121). Каждой температуре нагрева соответствует определенное содержание углерода в мартенсите. С увеличением длительности нагрева при этих температурах сначала

состояние отпущенного мартенсита, обладающего высокой твердостью, сохраняется лишь до 300—350 °С, то в высоколегированной стали такое состояние сохраняется до 450— 500 °С и выше.

Такой диссипативной структурой для области 2 являются диффузионные потоки атомов углерода, обеспечивающих транспорт к бывшим зародышам фазы, и как следствие рост фазы. Скорость ее роста определяется скоростью диффузии. При этом до тех пор пока сохраняется пластичная форма карбидных частиц сохраняется и когерентность решеток твердого раствора и карбида. Распад мартенсита заканчивается образованием отпущенного мартенсита в виде высокодисперсной ферритокарбидной смеси.

сравнительно мягкой основе. Такими частицами могут быть карбиды железа, карбиды легирующих элементов и сложные карбиды. Наличие в структуре твердых частиц позволяет локализовать схватывание на малых участках поверхности, избежать заедания и снизить интенсивность изнашивания. Для деталей, имеющих твердость выше HRC 50, оптимальной является структура отпущенного мартенсита. При твердости ниже HRC 50 лучшей износостойкостью обладает сталь со структурой игольчатого троостита закалки. Технологический процесс термообработки и соответственно выбор структуры стали должны разрабатываться так, чтобы в металле наряду с прочностью обеспечивался запас пластичности, благодаря чему повышается ее сопротивление пластической деформации и местному усталостному разрушению.

В интервале превращений // при 200—300° С длина образца увеличивается, что обусловлено превращением остаточного аустенита в смесь двух фаз — отпущенного мартенсита (при 300° С в твердом растворе содержится всего 0,15—0,20% С) и карбида Fe_,.C; их кристаллические решетки когерентны:

Рис. 238. Ударная вязкость стали 36Х2Н2МФА со структурой отпущенного мартенсита (а 0,2=850 МПа) и отпущенного бейнита (ао,2 =85° МПа), полученной после закалки с 850° С в селитре с температурой 350° С, выдержка

Характер и количество микротрещин, образующихся на поверхности деталей в процессе малоцикловой усталости, различаются в зависимости от вида микроструктуры. Для аустенитной стали характерно довольно большое количество поверхностных микроповреждений в виде ветвистых трещин. Число микроповреждений усталостного характера в стали феррито-перлит-ного класса несколько меньше, чем в стали аустенитного класса, а сами трещины чаше всего выпрямляются и протяженность их меньше. Микротрещины в структуре отпущенного мартенсита более прямолинейны и перпендикулярны поверхности изделия, что свидетельствует о менее вязком разрушении. Установлено, что влияние структуры металла на различных участках диаграммы усталостного разрушения разное. Основное влияние структуры проявляется на припороговом участке диаграммы усталостного разрушения.

Показательно различное влияние предела прочности стали на ее износостойкость при ударе и скольжении по абразиву. При ударе по абразиву максимальную износостойкость стали показала структура отпущенного мартенсита, которой соответствует максимальный предел прочности при низком отпуске (220—250°С); при скольжении более износостойким оказывается тетрагональный мартенсит без отпуска, которому соответствуют более низкий предел прочности и максимальная твердость (рис. 89).

Микроструктура стали Ст.З после рассмотренных режимов термообработки по сечению также была однородна и обладала одинаковой твердостью. Различие со сталью 10Г2С1 в данном случае состояло в том, что после закалки в воде структуру стали составляли в основном продукты промежуточного распада аустенита с небольшим количеством отпущенного мартенсита. В поверхностном слое встречается и свободный феррит. С увеличением толщины слоя количество свободного феррита возрастает. Твердость стали Ст. 3 при аналогичных условиях охлаждения была несколько меньше, чем стали 10Г2С1.

Изучение микроструктуры, атомно-кристаллической структуры, физических и механических свойств в отпущенном состоянии и изменение этих свойств в процессе отпуска позволили с необходимой достоверностью установить 'Последовательность превращения при нагреве закаленной стали.

Обрабатываемость резанием — в нормализованном, отпущенном состоянии ов = 520 МПа, К0 о. ст = 1& Ко тв. спя = 1.6 [Ю01.

Обрабатываемость резанием — в нормализованном и отпущенном состоянии ав=560 МПа, #об. ст= U2, К* тв. сил = М [100].

Обрабатываемость резанием — в закаленном и отпущенном состоянии при НВ 20* и ав = 710 МПа /Сотв. спл - 0,90.

Обрабатываемость резанием — в закаленном и отпущенном состоянии при НВ 212-248 ав = 660 МПа Коб от = 0,72, Лотв. спл = 0,8 [101],

Обрабатываемость резанием — в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 170—217, /С0 о. от = 0,7, К„ тв. спл = 0,8.

Обрабатываемость резанием — в закаленном и отпущенном состоянии при НВ 240—277, ав = 780 МПа, К„тв. спл = 0,75, Kv6. ст = 0,55.

Обрабатываемость резанием — в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 138 и ав = 460 МПа, К0ц. ст = 1.4 [81].

Обрабатываемость резанием — в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ > 138 и ав= 460 МПа Киб. ст = ЬЗЗ, Ки тв. спл = 1.50.

Обрабатываемость резанием — в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ < 300, Ка тв. спл = О.7. К0 б. от = 0,25.

Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Свариваемость — не применяется для сварных конструкций. Обрабатываемость резанием — в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ < 300 и а„ = 1030 МПа К0 б. ст = °.25> К0 тв. сил = 0,60.