Отпускная хрупкость

Отпускная хрупкость

Вязкость сталей, особенно легированных, зависит от режима отпуска: температуры, времени выдержки и скорости охлаждения после отпуска. Обычно с повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, а скорость охлаждения не влияет на свойства. Но для некоторых сталей при определенных температурах и медленном охлаждении наблюдается снижение ударной вязкости. Этот дефект называется отпускной хрупкостью.Принято различать отпускную хрупкость I и II рода.

Отпускная хрупкость I рода (необратимая) наблюдается при отпуске как легированных, так и углеродистых сталей при температуре 300⁰С (в интервале 250- 400⁰С).

Причиной отпускной хрупкости I рода – неравномерность распада мартенсита по границам и внутри зерна при отпуске. Вблизи границ карбиды выделяются интенсивнее, там создается концентрация напряжений, что делает границы зерен более хрупкими. При повышении температуры отпуска или увеличении продолжительности нагрева структура по сечению зерна выравнивается, и отпускная хрупкость I устраняется. Повторный отпуск при температуре 250- 400⁰С не приводит к отпускной хрупкости.

Отпускная хрупкость II рода (обратимая) наблюдается при медленном охлаждении после отпуска при температуре 450-550⁰С. Этот вид отпускной хрупкости обратим, так как при повторном нагреве, но быстром охлаждении при этой же температуре он исчезает. Этот вид хрупкости характерен для легированных сталей, причем чаще наблюдается в сталях с повышенным содержанием хрома и марганца. Введение в сталь даже небольших количеств молибдена (0,2-0,3% Мо) или вольфрама (0,6-1,0%W) резко снижает склонность к отпускной хрупкости II рода.

Мерами борьбы с отпускной хрупкостью II рода являются охлаждение после отпуска не на воздухе, а в масле, а для крупных деталей – даже в воде, а также дополнительное легирование стали молибденом или вольфрамом.

Старение

В некоторых случаях нагрев при отпуске заменяют длительной выдержкой при нормальной температуре. Такая обработка называется старением.

Старение – это процесс изменения свойств сплавов без заметного изменения микроструктуры. Известно два вида старения: термическое и деформационное.

Термическое старение протекает в результате изменения растворимости углерода в α-железе в зависимости от температуры. При быстром охлаждении с 650-700 ⁰С в низкоуглеродистых сталях выделение углерода в виде цементита третичного может быть задержано, в результате чего и получают пересыщенный твердый раствор. В процессе вылеживания этот углерод выделяется в виде цементита третичного. При этом твердость и прочность возрастают, а характеристики пластичности и ударная вязкость падают.

Если изменения твердости, прочности и пластичности осуществляется при комнатной температуре, то такое старение называется естественным. Если же процесс протекает при повышенной температуре, то старение называется искусственным.

Деформационное (механическое) старение протекает после холодной пластической деформации. Этот процесс развивается в течение 15-16 суток и более при комнатной температуре в течение минут при 200-350⁰С. Из-за протекания процесса деформационного старения ухудшается штампуемость листовой стали. Поэтому многие углеродистые стали подвергают испытаниям на склонность к деформационному старению.

⇐ Предыдущая 12