Отрицательных температурах

вию отрицательных температур (-60° С). Изменения пластичности образцов, предварительно выдержанных в указанных средах в течение 14 суток и испытанных на воздухе, обнаружено не было. Это свидетельствует о механохимической природе изменения пластических свойств.

1 Точнее, изменением температуры, потому что при так называемой обработке холодом изменение свойств достигается тем, что вначале производится охлаждение до отрицательных температур, а затем нагрев до комнатной.

Термическая обработка может быть сложной, состоящей из многочисленных нагревов, прерывистого пли ступенчатого нагрева (охлаждения), охлаждения в область отрицательных температур и т. д. Такая термическая обработка может 'ыть изображена в координатах температура — время. Подобные диаграммы приведены на рис. \~'Л,а,б.

Углерод интенсивно снижает температуру начала и конца мартенситного превращения. При содержании углерода свыше 0,5%) часть мартенситного превращения распространяется на область отрицательных температур, т. е. при непрерывном охлаждении мартенситное превращение в сталях с С>0,5°/о, не заканчивается по достижении комнатной температуры.

Дальнейшее увеличение содержания углерода и легирующего элемента не только сдвигает вправо область перлитного распада, но и снижает мартенситную точку, переходя ее в область отрицательных температур. В этом случае сталь, охлажденная на воздухе до комнатной температуры, сохранит аустенитное состояние.

Радикальное средство для устранения излишнего количества остаточного аустенита в цементованном слое — обработка холодом: детали после закалки охлаждают до отрицательных температур, что вызывает превращение почти всего аустенита в мартенсит в поверхностном слое и повышение твердости. Свойства сердцевины (содержащей малое количество углерода) при этом не изменяются, так как количество остаточного аустенита невелико и не изменяется при охлаждении в области отрицательных температур.

Ввиду высокого содержания легирующих элементов н низкого содержания углерода охлаждение при закалке можно осуществлять с любой скоростью без опасения образования не-мартенситных продуктов превращения аустенита. В наиболее распространенной по составу стали типа «стареющий мартенсит» с <0,03% С; 18% Ni; 10% Со; 5% Мо; 0,5% Ti; 0,1% Al мартенситное превращение начинается при 150—200°С и заканчивается практически полностью (<10% остаточного аустенита) при комнатной температуре. При содержании никеля более 18% мартенситное превращение заканчивается в области отрицательных температур, для этих сталей требуется обработка холодом, но, правда, свойства получаются более высокие (см. дальше).

но снижающих мартенситную точку. В результате увеличивается количество остаточного аустенита (до 30—35%), что иллюстрируется рис. 320. Как .видим, при температурах закалки выше 1000°С температура конца мартенситного превращения находится ниже 0°С, охлаждение до отрицательных температур вызывает более полное превращение остаточного аустенита в мартенсит1.

Практически аустенит с 18% Сг и 8—10% Ni неустойчив, охлаждение его в области отрицательных температур или пластическая деформация при комнатной температуре вызовут образование мартенсита. В сплаве с 18% Сг и 10—12% Ni

На рис. 1.14 построены зависимости относительного сужения и удлинения искусственно состаренных (деформация + нагрев до 250°С) сталей от степени предварительной пластической деформации ед. Как видно, с увеличением степени пластической деформации значения у и 5 падают. Это свидетельствует об охрупчивающем действии на металл пластических деформаций, что при определенных условиях, должно соответствующим образом снижать эксплуатационные характеристики элементов, например, при их работе в условиях воздействия отрицательных температур.

Локальные пластические деформации, возникающие в области концентраторов напряжений могут снижать работоспособность элементов при динамическом нагруже-нии и отрицательных температурах. Поэтому проведены следующие опыты. На полосах квадратного поперечного

По степени раскисления сталь изготовляют кипящей, спокойной и полуспокойной (соответствующие индексы «кп», «сп» и «пс»), Кипящую сталь, содержащую не более 0,07% Si, получают при неполном раскислении металла. Сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах. В спокойной стали, содержащей не менее 0,12% Si, распределение серы и фосфора более равномерно. Эти стали менее склонны к старению. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью.

При сварке низкоуглеродистых горячекатаных (в состоянии поставки) сталей при толщине металла до 15 мм на обычных режимах, обеспечивающих небольшие скорости охлаждения, структуры металла шва и околошовной зоны примерно такие, как было рассмотрено выше (рис. 109). Повышение скоростей охлаждения при сварке на форсированных режимах металла повышенной толщины, однопроходных угловых швов, при отрицательных температурах и т. д. может привести к появлению в металле шва и околошовной зоны закалочных структур на участках перегрева и полной и неполной рекристаллизации.

В зависимости от назначения и условий использования смеси содержание в ней пропановой и бутановой фракций должно быть разным. Например, в районах с суровым климатом цистерны без подогрева, размещаемые на улице, должны зимой заполняться пропаном, ибо бутан при отрицательных температурах испаряться не будет. Наоборот, неболь-

Для пуска холодного двигателя при отрицательных температурах требуется бензовоздушная смесь с а 0,05 ... 0,07, что значительно ниже предела воспламенения. Большая часть топлива выбрасывается в атмосферу, не участвуя в сгорании. На режиме прогрева состав смеси близок к пределу воспламенения (а ----- 0,35 ... ... 0,45). При этом углерод топлива, участвующий в горении, из-за недостатка кислорода окисляется только до СО.

На серийно выпускаемых бензиновых двигателях добавка воды снижает выбросы NOX до 40% при одновременном возрастании концентраций CnHm в 2 раза. Наблюдаются некоторое снижение мощности и повышение расхода топлива на режимах малых нагрузок. Добавка воды на образование окиси углерода прямого влияния не оказывает. Применение воды как присадки к топливу затруднено из-за невозможности эксплуатации при отрицательных температурах, наличия солей, отрицательно влияющих на детали двигателя, нестабильности водотопливных эмульсий (необходимо постоянное механическое перемешивание эмульсии).

Значение пробного гидравлического давления для сосудов и аппаратов, работающих при отрицательных температурах принимают таким же, как при температуре 20°С.

Локальные пластические деформации, возникающие в области концентраторов напряжений могут снижать работоспособность элементов при динамическом нагруже-нии и отрицательных температурах. Поэтому проведены следующие опыты. На полосах квадратного поперечного

Механические свойства в зависимости от температуры испытания приведены по результатам испытаний на ударный изгиб при отрицательных температурах (ГОСТ 9454—78) и на растяжение при повышенных температурах (ГОСТ 9651—84).

Ударная вязкость при отрицательных температурах, Дж/сма, не менее

Ударная вязкость при отрицательных температурах, Дж/см2 (ГОСТ, 19281—73, ГОСТ 19282—73)

Ударная вязкость при отрицательных температурах, KCU, Дж/см3, не менее (ГОСТ 19282—73)