Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Второй вид хрупкости, называемый обратимой отпускной хрупкостью, наблюдается в некоторых легированных сталях, если их медленно охлаждают после отпуска при 500-550 °С или продолжительно выдерживают при 500-550 С. Этот вид хрупкости не возникает, если охлаждение с температуры отпуска проводят быстро, например, в воде или масле (рис. 83, б).

При быстром охлаждении с температур отпуска 500-650 С излом волокнистый, характерный для вязкого состояния. После медленного охлаждения получается хрупкий кристаллический излом.

Существенным признаком этого вида хрупкости является обратимость. Хрупкость, возникающая в результате медленного охлаждения с 500-550 "С, может быть устранена повторным отпуском при 600-650 "С с последующим быстрым охлаждением.

Хрупкость наиболее часто наблюдается в сталях с повышенным содержанием фосфора и особенно в сталях, содержащих марганец, кремний, хром или же при одновременном введении в сталь хрома, никеля и марганца. Аналогично фосфору влияют сурьма и олово. Введение в сталь 0,2-0,3 % Мо или 0,5-0,7 % W значительно уменьшает склонность стали к обратимой отпускной хрупкости.

Появление обратимой хрупкости связано с диффузией растворимых атомов указанных элементов к границам бывших зерен аустенита и пересыщением поверхностных слоев этих зерен атомами указанных элементов без выделения образуемых ими фаз (фосфидов, карбидов и т. д.). Обогащение пограничных зон атомами фосфора, особенно совместно с атомами марганца, хрома и др., снижает работу образования трещин по границам бывших зерен аустенита, что и определяет развитие обратимой отпускной хрупкости. Введение молибдена в сталь, вероятно, обогащает им границы зерен, и в этих зонах возникают частицы карбидов молибдена, у границ которых, а не по границам зерен концентрируются атомы фосфора, поэтому отпускной хрупкости не будет (истинная причина влияния молибдена не установлена).

Термическое и деформационное старение углеродистой стали

Под старением понимают изменение свойств низкоуглеродистой стали, протекающее во времени без заметного изменения микроструктуры. Прн старении вследствие скопления атомов углерода (азота) на дислокациях (атмосферы Котт-релла) или вьщелении избыточных фаз нз феррита (карбидоБ, нитридов) повышается прочность, порог хладноломкости и снижается сопротивление хрупкому разрушению; штампуемость листовой стали ухудшается.

Известны два вида старения стали: термическое и деформационное (механическое).

Термическое старение протекает в низкоуглеродистых сталях в результате изменения растворимости углерода и азота в а-железе в зависимости от температуры.

При ускоренном охлаждении с 650-700 XL (как, например, при сварке, охлаждении тонкого листа после прокатки и т. д.) в низкоуглеродистой стали задерживается вьщеление третичного цементита и при комнатной температуре фиксируется пересыщенный а-раствор (феррит). При последующей выдержке стали при комнатной температуре (естественное старение) или при повышенной температуре 50-150 С (искусственное старение) происходит образование атмосфер Коттрелла, т. е. скопление атомов углерода (азота) у дислокаций или распад твердого раствора с выделением третичного цементита в виде дисперсных частиц.

Деформационное (механическое) старение протекает после пластической деформации, если она происходит при температурах ниже температуры рекристаллизации, особенно при 20 С. Деформационное старение развивается в течение 15-16 сут при 20 °С и в течение нескольких минут при 200-350 X..

При деформационном старении основное упрочнение, вероятно, связано с образованием атмосфер Коттрелла из атомов углерода и азота вокруг скоплений дислокаций, что затрудняет их движение. При нагреве деформированной стали возможно образование частиц

карбидов и метастабильной карбонитридной фазы Feie(N, Qa или стабильного нитрида FeN.

Склонность стали к старению снижается при модифицировании ее алюминием, титаном или ванадием.

Глава ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ XI ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Основными видами термической обработки, различно изменяющими структуру и свойства стали и назначаемыми в зависимости от требований, предъявляемых к полуфабрикатам (отливки, поковки, прокат и т. д.) и готовым изделиям, являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

черной металлургии преобладающими процессами термической обработки металлопродукции являются отжиг, нормализация и высокий отпуск, снижающие твердость, что облегчает металлургический передел (например, калиброванной стали) и деформационную и механическую обработку резанием на машиностроительных заводах.

1. Отжиг I рода

Отжиг I рода в зависимости от исходного состояния стали и температуры его выполнения может включать процессы гомогенизации, рекристаллизации и снятия остаточных напряжений. Характерная особенность этого вида отжига в том, что указанные процессы происходят независимо от того, протекают ли в сплавах при этой обработке фазовые превращения (перекристаллизация) или нет. Поэтому отжиг I рода можно проводить при температурах выше или ниже температур фазовых превращений (критических точек Ах и Лд).

Этот вид обработки в зависимости от температурных условий его выполнения устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную на предшествующих стадиях передела.

Гомогенизация (диффузионный отжиг). Диффузионному отжигу подвергают слитки легированной