Исследование процессов охрупчивания низколегированных сталей при отпуске

• Автор: Сапухин, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 110 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Е СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ ОТПУСКНОЙ ХРУПКОСТИ.

1.1 Признаки отпускной хрупкости стали

1.2 Кинетика развития охрупчивания

1.3 Влияние химического состава на восприимчивость стали к охрупчиванию

1.4 Особенности исследования обратимой отпускной хрупкости сталей различными методами

1.5 Основные гипотезы о природе отпускной хрупкости

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Характеристика исследуемых сталей и термическая обработка

2.2 Определение физико-механических характеристик

2.3 Структурные исследования
2.4 Электронная спектроскопия
3. ИЗМЕНЕНИЕСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ В ПРОЦЕССЕ ОТПУСКА СТАЛЕЙ.
3.1 Влияние режимов отпуска на охрупчивание сталей
3.2 Мессбауэровекие исследования
3.3 Структурные превращения в хромистых сталях
3.4 Исследование зернограничных сегрегации в сталях методом ЭСХА
4. МЕХАНИЗМ ОХРУПЧИВАНИЯ СТАЛЕЙ ПРИ ОТПУСКЕ
4.1 Влияние различных факторов на охрупчивание стали
4.2 Критерий вязко-хрупкого перехода
4.3 Рекомендации по термической обработке промышленных
сталей
4.4 Выводы
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В классическом виде обратимая отпускная хрупкость возникает в закаленной стали после высокого отпуска 650 °С при медленном охлаждении или при изотермических выдержках после отпуска 650 °С в интервале охрупчивания 550-400 °С.
От отпускной хрупкости можно избавиться, если после отпуска производить быстрое охлаждение. Но с практической точки зрения это возможно только для небольших изделий из легированной конструкционной стали.
В крупных изделиях из кованной стали отпускная хрупкость является серьезной проблемой термообработки. После отжига такие изделия быстро охлаждаются снаружи и значительно медленнее внутри, к тому же скорость охлаждения ограничена возникновением внутренних напряжений. Вследствие особенностей охлаждения изделий из кованной стали легко возникают сегрегации примесей и легирующих элементов, что способствует охрупчиванию изделий. Так как по мере укрупнения деталей к их качеству предъявляются и более высокие требования, то проблема отпускной хрупкости таких деталей становится еще более серьезной.
Многие детали машин высокого давления работают в области температур соответствующих охрупчиванию. И в этом случае отпускная хрупкость является серьезным ограничением в применении легированных сталей при создании специализированного оборудования.
Установлено, что разрушение при охрупчивании в значительной части идет по границам исходных аустенитных зерен, т.е. идет развитие межзёренного хрупкого разрушения.
Необходимо учитывать склонность легированных сталей к охрупчиванию при создании машин, работающих при низких температурах, так как отпускная хрупкость выражается, прежде всего, в повышении

температуры вязко - хрупкого перехода, которая является важнейшим критерием работоспособности деталей машин в этих условиях.
Поэтому более эффективное использование статей в условиях, например, Западной Сибири возможно только с учетом явления обратимой отпускной хрупкости (ООХ).
Отпускная хрупкость легированной сталей была предметом многочисленных исследовании, однако, еще нельзя сказать, что механизм этого явления объяснен достаточно полно.
В ранних исследованиях предполагали, что ООХ связана с присутствием в стали вредных примесей. Предлагались различные модели ее развития.
Наиболее вероятную модель, как показали последующие исследования, предложил Архаров В.И. Это модель межкристаллитной внутренней адсорбции, которую Мак Лин развил как модель равновесного распределения примесей в границах зерен.
Подход к изучению ООХ качественно изменился с появлением современных физических методов исследования, таких, как Оже -спектроскопия, электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА), ядерный гамма-резонанс (ЯГР, эффект Мессбауэра).
Первые исследования, проведенные методом Оже- спектроскопии, установили, что содержание вредных примесей в изломах охрупченных сталей превышает объемное в сотни раз в слое толщиной 20-30 А и показали, что содержание примесей уменьшается с удалением от поверхности излома.
Однако методом Оже- спектроскопии не определяются химические связи элементов находящихся в поверхностных слоях изломов и поэтому не подтверждается полностью теория сегрегаций примесей в границах зерен, которую развивали Гутман, Си и другие.
С другой стороны в большинстве работ имелся односторонний подход к исследованию ООХ - не учитывалась структурное состояние. Обычно