АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Механические свойства высокопрочных сталей

Прочитайте:
  1. V Механические лечебные факторы и методы их применения
  2. А. Свойства и виды рецепторов. Взаимодействие рецепторов с ферментами и ионными каналами
  3. Абразивные материалы и инструменты для препарирования зубов. Свойства, применение.
  4. Адгезивные системы. Классификация. Состав. Свойства. Методика работы. Современные взгляды на протравливание. Световая аппаратура для полимеризации, правила работы.
  5. Аденовирусы, морфология, культуральные, биологические свойства, серологическая классификация. Механизмы патогенеза, лабораторная диагностика аденовирусных инфекций.
  6. Альгинатные оттискные массы. Состав, свойства, показания к применению.
  7. Анатомия и гистология сердца. Круги кровообращения. Физиологические свойства сердечной мышцы. Фазовый анализ одиночного цикла сердечной деятельности
  8. Антигенные свойства
  9. Антитела (иммуноглобулины): структура, свойства. Классификация антител: классы, субклассы, изотипы, аллотипы, идиотипы. Закономерности биосинтеза.
  10. Антитела (строение, свойства, функции антител, феномены взаимодействия антител и антигенов).
Обозначение 30ХГСНА 40ХГСН3ВА
σв, МПа 1850(1670)/1850(1570) 2000(1200)/1850(1560)
δ, % 13/15 11/12
ψ, % 50/53 43/45
KCU, МДж/м2 0,55/0,62 0,45/0,5
K1C, МПа · м1/2 60/65 45/60

Примечание. В числителе – свойства после закалки с 900 °C и низкого отпуска при 250 °C, в знаменателе – после изотермической закалки.

 

В самолетостроении широко применяют сталь 30ХГСНА, которая представляет собой хромансиль, улучшенную введением 1,6% Ni. Ее используют для силовых сварных конструкций, деталей фюзеляжа, шасси и т.п. При σв до 1650 МПа сталь подвергают изотермической закалке, поскольку по сравнению с низкоотпущенным состоянием она обеспечивает меньшую чувствительность к надрезам и более высокое сопротивление разрушению.

· Среднеуглеродистые стали, упрочненные термомеханической обработкой. Термомеханическая обработка (ТМО) совмещает два способа упрочнения: пластическую деформацию аустенита и закалку в единый технологический процесс. Такое комбинированное воздействие применительно к среднеуглеродистым легированным сталям (30ХГСА, 40ХН, 40ХН2МА, 38ХНЗМА и др.) обеспечивает высокую прочность (на образцах небольшого размера σв = = 2000...2800 МПа) при достаточном запасе пластичности и вязкости.

В зависимости от условий деформации аустенита (выше или ниже температуры рекристаллизации) различают соответственно высокотемпературную (ВТМО) и низкотемпературную (НТМО) термомеханическую обработку.

При ВТМО (рис. 16.3, а) сталь деформируют при температуре выше температуры А3 и сразу закаливают с тем, чтобы не допустить развития рекристаллизации аустенита. При НТМО (рис. 16.3, б) деформация проводится в области повышенной устойчивости аустенита (400 – 600 °C). Рекристаллизации при этих температурах не происходит, однако необходимо избегать образования бейнитных структур.

Дефор-мация
t
M к
M н
t
t
M к
M н
A 3
A 1
A 3
A 1
t
t

а б
Рис. 16.3. Схема термомеханической обработки стали: а – ВТМО; б – НТМО
( – интервал температур рекристаллизации)

ТМО обоих видов заканчивается низким отпуском при 100 – 200 °C. При ТМО повышается весь комплекс механических свойств и особенно пластичность и вязкость, что наиболее важно для высокопрочного состояния. По сравнению с обычной обработкой прирост прочности при ТМО составляет
200 – 500 МПа, т.е. 10 – 20 %. Характеристики пластичности и вязкости повышаются в 1,5 – 2 раза.

Улучшение комплекса механических свойств обусловлено формированием специфического структурного состояния. Деформация создает в аустените высокую плотность дислокаций, образующих из-за процесса полигонизации устойчивую ячеистую субструктуру, которая наследуется мартенситом при закалке. При этом субграницы тормозят движение дислокаций и локализируют деформацию внутри зерна; в результате прочность повышается. В то же время субграницы ведут себя как полупроницаемые барьеры. Они допускают прорыв дислокаций, их передачу из мест скоплений в соседние субзерна. Это вызывает пластическую релаксацию локальных напряжений и служит причиной повышения пластичности и вязкости.

Наибольшее упрочнение (σв < 2800 МПа) достигается при НТМО. Однако ее проведение технологически более сложно, чем ВТМО. Она требует мощных деформирующих средств, так как для получения высокой прочности необходимы большие степени обжатия (50 – 90 %), а аустенит в области температур
400 – 600 °C не столь пластичен. Ее можно применять для изделий небольшого сечения и простой формы (лист, лента, прутки). Кроме того, НТМО пригодна для легированных сталей с большой устойчивостью переохлажденного аустенита.

ВТМО обеспечивает меньшее упрочнение в < 2400 МПа), но более высокие пластичность и вязкость. Это обусловлено тем, что при высокой температуре трудно избежать частичной рекристаллизации аустенита. Она уменьшает также чувствительность к трещине (К возрастает на 20 – 50 %), снижает порог хладноломкости, повышает сопротивление усталости и затрудняет разупрочнение при отпуске, что связано с устойчивостью ячеистых дислокационных структур мартенсита. Особенно эффективна ВТМО для чистого вакуумированного металла. Кроме того, ВТМО более технологична, так как аустенит выше точки А3 пластичен и стабилен. При деформации не требуются большие степени обжатия; предельное упрочнение – 20 – 40%. Для ВТМО пригодны любые конструкционные стали.

Область ВТМО расширяет явление обратимости эффекта упрочнения, которое состоит в том, что свойства, полученные при ВТМО, наследуются после повторной закалки. Это позволяет закладывать определенный ресурс свойств в стальные полуфабрикаты в тонких сечениях (ленты, листы, трубы), подвергая их ВТМО на металлургическом заводе.

Улучшить свойства среднеуглеродистых легированных сталей можно холодной пластической деформацией низкоотпущенного мартенсита. Небольшая деформация (5 – 20 %) увеличивает временное сопротивление и особенно предел текучести сталей.

Наиболее высокая прочность (σв ≈ 3000 МПа) получена сочетанием ВТМО с последующей холодной пластической деформацией низкоотпущенных среднеуглеродистых сталей.

· Мартенситно-стареющие стали. Это особый класс высокопрочных материалов, превосходящих по конструкционной прочности и технологичности рассмотренные среднеуглеродистые стали. Их основа – безуглеродистые
(< 0,03 % С) сплавы железа с 8 – 25 % Ni, легированные Со, Mo, Ti, A1, Cr
и другими элементами (табл. 16.10).

Высокая прочность этих сталей достигается совмещением двух механизмов упрочнения: мартенситного γ → α-превращения и старения мартенсита.
Небольшой вклад вносит также легирование твердого раствора.

Никель стабилизирует γ-твердый раствор, сильно снижая температуру
γ → α-превращения (см. рис. 16.11), которое даже при невысоких скоростях охлаждения протекает по мартенситному механизму.

Таблица 16.10


Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 995 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.005 сек.)