Взаимосвязь между пределом прочности при растяжении и твердостью стали при нагреве » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Взаимосвязь между пределом прочности при растяжении и твердостью стали при нагреве

19.05.2021

Взаимосвязь между твердостью нагретых металлов и сплавов и их прочностными свойствами при определенных температурах представляет несомненный практический интерес, так как устраняет необходимость изготовления громоздких и дорогостоящих образцов для стандартных испытаний, а также сокращает продолжительность и повышает точность проводимых исследований.

Эксперименты, проведенные автором совместно с С.Г. Федотовым на образцах чистого и технического железа, а также специально выплавленных углеродистых сталей с содержанием углерода 0,17; 0,25; 0,52; 1,0 и 1,5%, были выполнены с целью проверить возможность определения основных прочностных свойств по величине твердости в широком интервале температур.

Изготовленные образцы подвергали отжигу при 1100 °C в течение 3 час. с последующим снижением температуры до 700 °C и дополнительной 3-час. выдержкой при этой температуре. Охлаждение после отжига производили со скоростью около 200 °С/час. После такой термической обработки определяли твердость, которая и характеризовала исходное состояние.

Опыты по измерению твердости при нагреве до 1100 °C в вакууме выполняли на описанной выше установке (рис. 106).

На рис. 270, а показано изменение твердости карбонильного железа высокой чистоты, технического железа (0,03% С) и стали разного состава в зависимости от температуры нагрева. Из рисунка следует, что независимо от содержания углерода характер изменения твердости в общем одинаков. Однако хотя по мере увеличения содержания углерода значения твердости при комнатной температуре и возрастают, но также увеличивается и интенсивность разупрочнения при нагреве. Характерным является определенный максимум на кривых изменения твердости всех исследованных нами образцов, а также смещение максимума в сторону более пониженной температуры с увеличением содержания углерода.

Рис. 270, б, построенный на основании данных, показанных на рис. 270, а, иллюстрирует влияние содержания углерода на твердость сталей при разных температурах нагрева.

Следует отменить некоторые особенности оценки твердости и прочности при нагреве. Очень интересно сопоставить эти экспериментальные данные с результатами определения предела прочности ob углеродистой стали, выполненными М.А. Зайковым. Видно (рис. 270, а и б), что закономерности изменения значений твердости и пределов прочности исследуемых материалов в общем виде аналогичны.

Наибольшее отличие между этими результатами наблюдается в положении максимумов в районе 300—500 °С. При определении прочности эти максимумы располагаются при более низких температурах (рис. 271), чем при измерении твердости, и их положение не зависит от содержания углерода. Это отличие может быть связано с различными условиями пластической деформации при этих двух сопоставляемых видах испытаний.

Хорошая корреляция между значениями предела прочности ob и твердостью HB установлена в работе при испытаниях сталей ряда марок (конструкционных — 15, 12ХНЗА, 18ХНВА и 30ХГСА, инструментальных— У7, У12А, Х12М, Р9 и Р18, окалиностойких, нержавеющих жаропрочных сталей и сплавов с высоким омическим сопротивлением — Х9С2, 1X13, Х17, Х28, 1Х18Н9, Х18Н25С2, Х13Н4Г9 и Х15Н60) с нагревом образцов на воздухе в интервале температур от 20 до 1100—1200 °C.

Ф.П. Бене обнаружил аналогичную зависимость при нагреве до 870 °C для сплавов на основе хрома. В работе также содержатся сведения, подтверждающие взаимосвязь между твердостью и прочностью ряда сплавов при нагреве.

Приведенные выше данные позволяют рекомендовать использовать для ориентировочного суждения о температурной зависимости прочностных свойств различных металлов, сталей и сплавов результаты измерений их твердости при температурах, интересующих исследователя. При этом могут быть значительно сокращены затраты времени и средств на получение указанных выше данных (благодаря выполнению вместо стандартных «горячих» испытаний — определений твердости при нагреве).

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: