Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .
Смотреть что такое "отпускная хрупкость" в других словарях:
отпускная хрупкость — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN temper embrittlement … Справочник технического переводчика
отпускная хрупкость второго рода — обратимая отпускная хрупкость Явление падения ударной вязкости металла при отпуске в интервале температур 500 600 °С. Характерная особенность такой хрупкости заключается в том, что она проявляется в результате медленного охлаждения после… … Справочник технического переводчика
отпускная хрупкость I рода — Охрупчивание высокопрочных сталей при отпуске в температурном интервале от 205 до 370 °С (400 700 °F). Также называется 350 °С (или 500 °F) хрупкостью. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом EN temper … Справочник технического переводчика
отпускная хрупкость II рода — Охрупчивание низколегированных сталей при выдержке или медленном охлаждении в температурном интервале (обычно 300 600 °С или 570 1110 °F) чуть ниже температурного интервала превращений. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики… … Справочник технического переводчика
Отпускная хрупкость I рода — Temper embrittlement Отпускная хрупкость I рода. Охрупчивание высокопрочных сталей при отпуске в температурном интервале от 205 до 370 °С (400–700 °F). Также называется 350 °С (или 500 °F) хрупкостью. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.»… … Словарь металлургических терминов
Отпускная хрупкость II рода — Tempered martensite embrittlement Отпускная хрупкость II рода. Охрупчивание низколегированных сталей при выдержке или медленном охлаждении в температурном интервале (обычно 300–600 °С или 570–1110 °F) чуть ниже температурного интервала… … Словарь металлургических терминов
ХРУПКОСТЬ ОТПУСКНАЯ — [temper(ing) brittleness] хрупкость закаленной легированной стали после отпуска в определенном интервале температур, вызванная аномальным снижением энергии разрушения вследствие неравномерного распада пересыщенного твердого раствора a Fe… … Металлургический словарь
Хрупкость — [embrittlement, brittleness] способность материала разрушаться при незначительной (преимущественно упругой) деформации под действием напряжений, средний уровень которых Энциклопедический словарь по металлургии
тепловая хрупкость — [heat embrittlement] уменьшение пластичности металла в условиях постянной нагрузки при высоких температураx; обусловлено, как правило, выделением избыточных фаз по границам зерна. Смотри также: Хрупкость отпускная хрупкость водородная хрупкость … Энциклопедический словарь по металлургии
водородная хрупкость — [hydrogen embrittlement] Смотри Водородное охрупчивание; Смотри также: Хрупкость тепловая хрупкость отпускная хрупкость … Энциклопедический словарь по металлургии
Отпускная хрупкость присуща многим сталям. Сталь в состоянии отпускной хрупкости характеризуется низкой ударной вязкостью. На других механических свойствах при комнатной температуре состояние отпускной хрупкости практически не сказывается.
На рисунке схематично показано влияние температуры отпуска на ударную вязкость легированной стали, в сильной степени склонной к отпускной хрупкости. Во многих легированных сталях наблюдаются два температурных интервала отпускной хрупкости. При отпуске в интервале 250 — 400 °С возникает необратимая, а в интервале 450 — 650 °С — обратимая отпускная хрупкость.
Влияние температуры отпуска на ударную вязкость стали
Влияние температуры отпуска на ударную вязкость стали с высокой склонностью к отпускной хрупкости (схема):
1 — быстрое охлаждение в воде или масле;
2 — медленное охлаждение на воздухе или с печью.
Ударная вязкость закаленной стали после отпуска в интервале 250 — 400 °С меньше, чем после отпуска при температурах ниже 250 °С. Если хрупкую сталь, отпущенную при 250 — 400 °С, нагреть выше 400 °С и перевести в вязкое состояние, то повторный отпуск в интервале 250 — 400 °С не возвращает сталь в хрупкое состояние. Скорость охлаждения с температур отпуска в интервале 250 — 400 °С не влияет на ударную вязкость.
Сталь в состоянии необратимой отпускной хрупкости имеет блестящий межкристаллитный излом по границам бывших аустенитных зерен. Эта хрупкость свойственна в той или иной мере всем сталям, в том числе и углеродистым. Поэтому средний отпуск стали, как правило, не используют, хотя он и обеспечивает высокий предел текучести.
Причиной необратимой отпускной хрупкости считают карбидообразование при распаде мартенсита, в частности выделение карбида в виде пленки по границам зерен. Эта пленка при более высоких температурах отпуска исчезает, а при повторном нагреве до 250 — 400 °С не восстанавливается. Кремний в малолегированных сталях, задерживая распад мартенсита, устраняет необратимую отпускную хрупкость.
Ударная вязкость многих сортов легированной стали после высокого отпуска при 450 — 650 °С зависит от скорости охлаждения с температуры отпуска. При быстром охлаждении с температуры высокого отпуска (в воде или масле) повышение температуры отпуска в интервале 450 — 650 °С приводит к нормальному росту ударной вязкости (какой наблюдается у углеродистой стали при любой скорости охлаждения).
После медленного охлаждения с температуры отпуска в интервале 450 — 650 °С (с печью или на воздухе) ударная вязкость многих сортов легированной стали оказывается более низкой, чем после быстрого охлаждения. Сталь в состоянии обратимой хрупкости имеет межкристаллитный излом по границам исходных аустенитных зерен.
Отпускную хрупкость, возникшую из-за медленного охлаждения при высоком отпуске, можно устранить повторным высоким отпуском, но с быстрым охлаждением. Ударную вязкость можно вновь снизить, проведя новый высокий отпуск с медленным охлаждением. Вследствие чередования повышения и понижения ударной вязкости при повторных нагревах с разной скоростью охлаждения отпускная хрупкость, возникающая после отпуска в интервале 450 — 650 °С, называется обратимой.
На восприимчивость стали к отпускной хрупкости большое влияние оказывает химический состав. Углеродистая сталь во время испытаний на ударный изгиб при комнатной температуре нечувствительна к скорости охлаждения после высокого отпуска. Фосфор, сурьма, мышьяк и марганец наиболее активно вызывают отпускную хрупкость, а хром действует слабее.
Хромистые стали без других добавок маловосприимчивы к отпускной хрупкости. Введение в хромистую сталь добавок марганца, кремния и никеля резко повышает ее восприимчивость к отпускной хрупкости. Один никель не вызывает отпускной хрупкости, но при совместном присутствии в стали никеля и хрома или никеля и марганца отпускная хрупкость выражена особенно сильно.
Молибден и вольфрам уменьшают склонность стали к отпускной хрупкости. Особенно эффективен в этом отношении молибден, полезное действие которого проявляется уже при концентрации его 0,2%.
Так как конструкционные стали для ответственных изделий подвергают улучшению, то обратимая отпускная хрупкость является серьезной проблемой. О причинах обратимой хрупкости сушествуют различные мнения.
Длительное время большая часть исследователей придерживалась гипотезы «растворения — выделения», согласно которой ударная вязкость падает из-за выделения по границам зерен каких-то фаз (карбидов, фосфидов или др.). При нагревании стали до температуры высокого отпуска эти фазы переходят в α-раствор, а при медленном охлаждении они выделяются из него и сталь становится хрупкой.
Быстрое охлаждение с температуры высокого отпуска предотвращает выделение фаз, понижающих хрупкую прочность. Гипотеза «растворения — выделения» объясняет обратимость отпускной хрупкости.
Применение специальных реактивов приводит к растравливанию границ исходного аустенитного зерна в стали, находящейся в состоянии обратимой отпускной хрупкости. Пониженная химическая стойкость границ зерен в хрупкой стали подтверждает, что при медленном охлаждении с температуры высокого отпуска действительно на границах зерен происходят какие-то структурные изменения.
Они вызывают снижение ударной вязкости, но практически не сказываются на других механических характеристиках, измеряемых при комнатной температуре.
Объясняется это тем, что ударная вязкость — в высшей степени структурно чувствительное свойство, особенно чувствительное к состоянию границ зерен.
Л. М. Утевский утверждает, что обратимая отпускная хрупкость обусловлена не выделением новой фазы, а лишь изменением состава раствора вблизи границ зерен. Так, обогащение приграничных зол фосфором, снижающим работу образования межзеренных трещин, приводит к развитию отпускной хрупкости.
Практические меры борьбы с обратимой отпускной хрупкостью — быстрое охлаждение с температуры отпуска (в воде или масле) и легирование стали молибденом или вольфрамом.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков
Легирующие элементы, затрудняющие распад мартенсита и коагуляцию карбидов (смотрите Структурные изменения при отпуске сталей), смещают температурную границу начала интенсивного разупрочнения при отпуске с 200 — 300 до 450 — 550 °С. Повышение красностойкости закаленной стали, т. е. способности ее сопротивляться смягчению при нагревании, — одна из основных целей легирования в производстве инструмента. Для конструкционных легированных…
Характер зависимости механических свойств мартенситно-стареющих сталей от температуры отпуска такой же, как у всех дисперсионно-твердеющих сплавов: рост прочностных свойств, достижение максимума упрочнения и затем разупрочнение. По аналогии со старением можно выделить стадии упрочняющего и разупрочняющего отпуска. Упрочнение вызвано образованием сегрегаций на дислокациях и, главное, частично когерентных выделений промежуточных фаз типа Ni3Ti и Ni3Mo. Разупрочнение связано,…
Диффузионная подвижность атомов легирующих элементов, растворенных в α-железе по способу замещения, на много порядков ниже, чем диффузионная подвижность атомов углерода, который растворен в железе по способу внедрения. При температурах отпуска ниже примерно 450 °С в матрице не происходит диффузионного перераспределения легирующих элементов: из α-раствора выделяются карбиды железа, в которых концентрация легирующих элементов такая же, как…
Мартенситностареющие стали — это безуглеродистые сплавы на базе системы Fe — Ni, легированные дополнительно кобальтом, молибденом, титаном и другими элементами. Типичный пример — сплав железа с 17 — 19% Ni, 7 — 9% Со, 4,5 — 5% Мо и 0,6 — 0,9% Ti (Н18К9М5Т). Сплавы этого типа после воздушной закалки на мартенсит подвергают отпуску при…
Изменение свойств углеродистых сталей Закаленная углеродистая сталь характеризуется не только высокой твердостью, но и очень большой склонностью к хрупкому разрушению. Кроме того, при закалке возникают значительные остаточные напряжения. Поэтому закалку углеродистых сталей обычно не применяют как окончательную операцию, хотя она и может сообщить стали высокую прочность (σв = 130 / 200 кгс/мм2). Для увеличения вязкости…
Ещё один сайт на WordPress
Рубрики
Свежие записи
Архивы
Хрупкость при отпуске конструкционной стали
Особенностью легированной конструкционной стали, в отличие от простой, является поведение ее при отпуске, выражающееся в появлении двух видов хрупкости.
Первый вид хрупкости при отпуске. Начиная от температур порядка 200°, отвечающих энергичному распаду мартенсита при отпуске, у данной стали наблюдается постепенное понижение с„ и os при одновременном повышении 8 и ф, причем при температурах отпуска порядка 550—600° сталь сохраняет еще значительную прочность.
Иной характер имеет изменение ударной вязкости. В отличие от углеродистой стали, ударная вязкость которой по мере повышения температуры отпуска обычно непрерывно возрастает,, у легированной стали (фиг. 194) наблюдается «провал» ударной вязкости, т. е. резкое снижение ак, после отпуска в определенном интервале температур (в данном случае между 250—400°), что и представляет собой возникновение хрупкости в стали.
Такая хрупкость,, зависящая исключительно от температуры произведенного отпуска стали, неизменно сохраняется в ней, если температура соответствовала области «провала» на кривой а к, и ее поэтому называют неустранимой хрупкостью при отпуске.
Хрупкость, развивающаяся в интервале температур 250—400°, свойственна в той или иной мере всем маркам конструкционной стали и возникает только при отпуске закаленной стали, причем скорость охлаждения после отпуска не влияет на развитие этого вида хрупкости. Характерно, что процессы, обусловливающие развитие хрупкости в районе температур 250—400°, необратимы.
Другими словами, если хрупкость была устранена путем нагрева стали выше 400°, то она не возникает вновь при повторных нагревах стали в зоне температур 250—400°. Поэтому хрупкость развивающуюся, при отпуске закаленной стали в районе температур 250—400°, называют также необратимой. Несмотря на многочисленные исследования, природа необратимой хрупкости приотпускедо настоящего времени не выяснена.
Существование в стали интервала температур, обусловливающего неустранимую хрупкость, приводиткто-му, что конструкционную легированную сталь не отпускают в интервале температур .250—400° после закалки.
Второй вид хрупкости при отпуске. Кроме указанного вида неустранимой хрупкости при отпуске, у ’Многих марок конструкционной легированной стали существует еще другой вид хрупкости, наблюдаемый тоже при отпуске, но обязательно высоком (выше 450°), и связанный со скоростью последующего охлаждения после произведенного нагрева для отпуска, а именно: если охлаждение проводится медленно, ударная вязкость оказывается сниженной — проявляется хрупкость.
В случае быстрого охлаждения ударная вязкость сохраняется на высоком уровне. Существенными признаками этого вида хрупкости являются ее обратимость и устранимость. Развивающаяся хрупкость в процессе медленного охлаждения может быть устранена быстрым охлаждением при повторном отпуске и снова получена новым нагревом с медленным охлаждением.
Этот вид хрупкости ноблюдается иногда при медленном охлаждении после нагрева до 500—700° нормализованной и даже отожженной стали. Но обычно он проявляется именно при отпуске закаленной стали, почему его и называют отпускной хрупкостью1 или обратимой хрупкостью при отпуске.
Хрупкость может развиваться также в результате длительного нагрева стали при 400—550°, причем высокая скорость охлаждения после нагрева в этом случае •не устраняет хрупкости.
Полагают, что причиной возникновения отпускной хрупкости служат выделяющиеся в стали при ее медленном охлаждении какие-то дисперсные составляющие. Быстрое охлаждение предотвращает выделение этих составляющих. Считают, что возможность выделения указанных составляющих возникает в результате изменения предельной растворимости их в феррите в зависимости от температуры.
В области температур высокого отпуска предельная растворимость этих составляющих больше, чем при атмосферной температуре. При медленном охлаждении стали после ее нагрева для отпуска, в связи с уменьшением предельной растворимости, эти составляющие выделяются из феррита в виде дисперсных трудноразличимых под микроскопом частиц, располагающихся между зернами, что и приводит к образованию хрупкости. При быстром же охлаждении после такого нагрева составляющие не успевают выделиться из феррита и, следовательно, сохраняются в твердом растворе, почему и отсутствует отпускная хрупкость.
Легирующие элементы оказывают различное влияние на склонность стали к отпускной хрупкости: Мп, Сг, а также элементы-примеси Р и N резко повышают чувствительность стали к этому виду хрупкости. Другие элементы действуют в том же направлении, но слабее указанных. Только Мои W значительно ослабляют восприимчивость стали к отпускной хрупкости и иногда даже ликвидируют ее совершенно.
Идентичные по химическому составу стали обладают различной склонностью к отпускной хрупкости в зависимости от способа выплавки и индивидуальных особенностей плавки.
Обычно основная мартеновская сталь обладает несколько большей отпускной хрупкостью, чем кислая мартеновская и основная электросталь.
В качестве средств борьбы с возникновением отпускной хрупкости в производственной практике обычно используются два метода:
1) . введение в сталь добавок молибдена (0,25—0,45%) или вольфрама (0,6—1,2%);
2) применение быстрого охлаждения стали после высокого отпуска путем ее замочки в воде или масле, когда остаточные напряжения не являются лимитирующим фактором.
Одновременное применение этих методов обычно позволяет достигнуть желательных результатов в отношении полного устранения отпускной хрупкости в правильно легированных’марках стали.