Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Деформационно-термическое упрочнение ПНП-сталей

20.04.2019

Вид кривой напряжение — деформация при комнатной температуре предварительно недеформированной аустенитной стали состава 0,31%С; 1,92%Si; 2,02%Мп; 3,8% Mo; 8,31% Ni; 8,89% Cr (рис. 161, а) типичен для стабильного аустенита: низкий предел текучести и умеренная скорость деформационного упрочнения. После предварительной теплой (при 450°С) деформации (10% и (более) на кривых растяжения появляются зубцы (рис. 161,б—г). При обжатиях более 20% на диаграммах растяжения появляется зуб текучести (рис. 161, д, е), наклон кривой на стадии за площадкой текучести становится крутым и сохраняется зубчатый характер кривой. Все образцы, испытанные после теплой прокатки (рис. 161,б—е), были магнитными после испытания.
Деформационно-термическое упрочнение ПНП-сталей

Наилучший комплекс свойств ПНП-сталей, близких к приведенному составу и находящихся перед механическими испытаниями в аустенитном состоянии, был получен в случае предварительной теплой прокатки (400—450°С) при максимальной степени обжатия 80%. Дополнительная прокатка при температуре жидкого азота с последующим отпуском при 350—450° С приводит к частичному образованию мартенсита до механических испытаний. При последующих испытаниях предел текучести поднимается выше 200 кгс/мм2 с сохранением высоких значений относительного удлинения (>20%).

На рис. 162 показано влияние температуры теплой прокатки на от, ов, b и на количество мартенсита Мдеф. Вид диаграмм растяжения образцов при 20° С существенно меняется с повышением температуры теплой деформации (каждая последующая кривая на рис. 163): длина площадки текучести и участка последующего деформационного упрочнения вплоть до его исчезновения; коэффициент упрочнения; величина зуба текучести.

С понижением содержания углерода скорость деформационного упрочнения повышается за счет более интенсивного образования мартенсита деформации. Изучение образования мартенсита деформации в зависимости от содержания марганца (1—4%) и углерода (0,01 — 0,58%), температуры испытания и термомеханической обработки ПНП-сталей позволило установить закономерности общего порядка: понижение стабильности аустенита приводит к уменьшению значений от и б и возрастанию oв и скорости деформационного упрочнения; повышение стабильности аустенита, наоборот, сопровождается повышением от и б и снижением ов и скорости деформационного упрочнения.

Влияние температуры теплой деформации (выше Мд) на образование мартенсита при охлаждении и деформации изучали на двух углеродистых нержавеющих аустенитных сталях (0,18% С; 18% Cr: 7% Ni и 0,13% С; 15,5% Cr; 4,2% Ni; 2,7% Mo; 1,2% Mn; Si, Al, Nb — 0,2% каждого). Параллельно с измерением механических свойств этих сталей тщательно исследовали структуру деформированного аустенита и образующихся е-и a-фаз. Было показано, что температура предварительной теплой деформации оказывает большое влияние на тип и распределение дефектов кристаллического строения аустенита. Если Тдеф близка к Mд, то в аустените легко образуются плоские дефекты — дефекты упаковки, механические двойники и пластины е-мартенсита; если Тдеф существенно выше Mд, то наблюдается ячеистая дислокационная структура. В первом случае подвижность дефектов при понижении температуры или приложении напряжений выше. Такое различие связано с температурной зависимостью энергии дефекта упаковки ЭДУ. При комнатной температуре ЭДУ низка и составляет 18 эрг/см2, а с повышением температуры возрастает со скоростью 0,1 эрг/см2-град. При повышении Тдеф возрастающее значение приобретает также процесс закрепления дислокаций сегрегированными атомами углерода. В результате предел текучести в интервале между Mн и Mд увеличивается с повышением Tдеф.

В сталях, предварительно продеформированных при температуре вблизи Mд, наблюдается у—>а-превращение под действием упругих напряжений. На основании этого делается вывод, что напряжения, необходимые для у—>а-перехода, — напряжения, которые вызывают движение плоских дефектов в аустените. Показано, что деформация закаленной ПНП-стали при комнатной температуре приводит к образованию плоских скоплений расщепленных дислокаций, протяженных дефектов упаковки, двойников деформации и пластин е-мартенсита. На пересечениях этих пластин методом магнитной металлографии выявляются кристаллы а-мартенсита. Теплая прокатка с обжатиями до 20% при 400—600° С приводит к образованию ячеистой дислокационной структуры, типичной для сплавов с низкой энергией дефектов упаковки.

При повышении степени деформации до 40% на фоне высокой плотности дислокаций появляются двойники деформации, характеризующиеся большой искривленностью, являющейся следствием образования их в сильно деформированной матрице.

Изучение температурной зависимости механических свойств ПНП-сталей, упрочненных теплым наклепом, показало, что в сталях с пониженным содержанием углерода (0,05—0,2%) эта зависимость неоднозначна и меняется, в частности, при изменении содержания углерода и температуры теплой прокатки. ПНП-стали с содержанием углерода 0,5% имеют температурную зависимость пластичности, проходящую через максимум, положение которого зависит от температуры теплой прокатки.

Обычно изменение предела текучести и относительного удлинения в зависимости от температуры испытания рассматривается с точки зрения стабильности аустенита. На рис. 164 приведены результаты исследования стали: 0,3% С; 9% Cr; 8% Ni; 2% Мn. Поскольку точка Мд этой стали была ниже 100°C, при этой температуре мартенсит деформации не образовывался, а скорость деформационного упрочнения аустенита была слишком мала, чтобы предотвратить развитие локализованного разрушения. Низкая пластичность наблюдалась и при температуре жидкого азота, что связано с образованием мартенсита при охлаждении, так как для исследованной стали Мн > — 196°С. Кривая температурной зависимости относительного удлинения (см. рис. 164) проходит через максимум, лежащий между Mн и Мд.

Снижение предела текучести в интервале температур от +100 до -78°С (рис. 164) связывают с образованием мартенсита в упругой области деформирования. Спонтанное образование мартенсита при охлаждении до -196° С приводит к повышению предела текучести при этой температуре.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: