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

р атур ной зоне существования переохлажденного аустенита в области его относительной устойчивости (400- 600 °С); температура деформации должна быть выше точки /А., ко кнже температуры рекристаллизации (рис. 95, б). Степень деформации обычно составляет

Время

Рис. 95. Схема термомеханической обработки: о - ВТМО; 6 - НТМО

75-95 %. Закалку осуществляют сразу после деформации. После закалки в обоих случаях следует низкотемпературный отпуск (200-300 °С). Такая комбинированная ТМО позволяет получить очень высокую прочность (Ощ = 2200 ~ 3000 МПа) при хорошей пластичности и вязкости (6 = 6-f-8% и11з = 50-60 %).

После обычной закалки и низкого отпуска превышает 2000-2200 МПа, а 6 = 3--4%.

Очень важно, что одновременно с повышением прочности после ТМО возрастает пластичность.

Наибольшая прочность (Ор = 2600 ~ 3000 МПа) достигается при деформации переохлажденного аустенита, т. е. при обработке НТМО. Деформация в области высоких температур (ВТМО) не создает столь высокого упрочнения (о,, = 2200 - 2400 МПа). По-видимому, это объясняется тем, что при высоких температурах невозможно избежать хотя бы частичной рекристаллизации. Низкотемпературную термомеханическую обработку можно рассматривать как холодную обработку давлением, так как она проводится ниже температуры рекристаллизации. Однако ВТМО повы-шаег ударную вязкость, трещиностойкость, понижает порог хладноломкости и чувствительности к отпускной хрупкости. Кроме того, деформация при высоких температурах протекает при меньших усилиях и является поэтому более технологичной операцией. Поэтому ВТМО применяется чаще, чем НТМО.

Дислокационная структура, формирующаяся в аустените при деформации после закалки, «наследуется» мартенситом.

Высокие механические свойства после термической обработки объясняются большой плотностью дислокаций в мартенсите, дроблением его кристаллов на отдельные фрагменты размером в доли микрона со взаимной разориентировкой до 10-15°. Повышенная пластичность, высокое сопротивление распространениго трещины связаны с более легкой релаксацией пиковых напряжений благодаря повышенной плотности подвижных дислокаций.

5. Упрочняющая термичесвая обработка сортового проката

В последние годы получила развитие упрочняющая термическая обработка - закалка с прокатного нагрева сортового проката (различные профили, листы, трубы, рельсы и т. д.) из низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей. Закалку проводят сразу по выходе металла из клетей прокатного стана.

При закалке с прокатного нагрева охлаждение осуществляют в специальных устройствах с форсунками-спрейерами, в которые вода подается под высоким давлением, что обеспечивает интенсивное охлаждение.

Низкоуглеродистые стали обладают малой устойчивостью переохлажденного аустенита (высокой кри-

тической скоростью закалки), поэтому после закалки мартенсит, как правило, не образуется. Однако быстрое охлаждение вызывает сильное переохлаждение аустенита, что уменьшает количество избыточного феррита и приводит к образованию тонкой феррито-цементитной (троостит, сорбит), или бейнитной (низколегированные стали) структуры.

После закалки следует отпуск в специальных печах или чаще самоотпуск за счет тепла, сохранившегося при неполном охлаждении при закалке (прерванное охлаждение). После термической обработки с прокатного нагрева низколегированных сталей возможно повышение механических свойств по сравнению с повторным нагревом, поскольку при быстром охлаждении динамическая рекристаллизация проходит неполно и бейнит унаследует высокую плотность дислокаций, образовавшихся в деформированном аустеките (эффект ВТМО).

Упрочнение сортового проката закалкой с прокатного нагрева повышает временное сопротивление по сравнению с горячекатаным состоянием в 1,5-2,0 раза при сохранении высокой пластичности, вязкости и пониженном пороге хладноломкости. Одновременно повышается и предел выносливости. Термическая обработка с прокатного нагрева при изготовлении машин и металлических конструкций позволяет сэкономить 10-50 % металла, дает экономию энергетических ресурсов и позволяет в ряде случаев заменить низколегированные стали на термически упрочненные углеродистые стали.

Упрочняющая термическая обработка арматурных сталей проводится как с прокатного нагрева, так и с использованием электроконтактного нагрева.

6. Дефекты, возникающие при закалке стали

К основным дефектам, которые могут возникнуть при закалке стали, относятся трещины в изделии - внутренние или наружные, деформации и коробление.

Трещины. Трещины возникают при закалке в тех случаях, когда внутренние растягивающие напряжения, возникающие в результате мартенситного превращения, превышаот сопротивление стали разрушению. Трещины образуются при температурах ниже