влияние кобальта на межатомное взаимодействие: кобальт увеличивает термодинамическую активность и хрома, и молибдена в многокомпонентных твердых растворах на основе ОЦК-железа, уменьшает равновесную растворимость молибдена в железе, что и приводит к образованию многокомпонентной R-фазы состава Mo14Cr11(Fe,Со,Ni)28 [8].

Влияние содержания кобальта и молибдена на фазовый состав и механические свойства сталей после старения

Исследовали Fe–Cr–Ni–Со–Mo-стали после закалки от 1000°С и старения при 500°С. Повышение в сталях как содержания молибдена (от 2 до 3%), так и кобальта (от 2 до 6%) приводит к возрастанию предела текучести, что обусловлено увеличением количества упрочняющих фаз (табл. 2 и 3). Упрочнение при старении сталей с 2% Со не сопровождается значительным изменением ударной вязкости KCU-196. У сталей с 6% Со величина KCU-196 снижается в 2 раза. Это связано с влиянием кобальта на процесс старения в мартенсите – увеличение термодинамический активности хрома в мартенсите и, следовательно, увеличение количества фазы α-Cr (табл. 2).

Таблица 3.

Механические свойства Fe–Cr–Ni–Со–Мо-сталей с различным содержанием Мо и Со после закалки от 1000°С и старения при 500°С, 2 ч

Влияние остаточного аустенита на свойства сталей в закаленном и состаренном состояниях

Проведено сравнение двух состояний плавки 5 (рис. 3): 1 – после закалки от 1000°С, когда сталь состоит из мартенсита, полученного из рекристаллизованного аустенита (М); 2 – после закалки от 750°С, когда образуются фазонаклепанные мартенсит и остаточный аустенит в количестве 15% (Мфн + Aост). Сталь в обоих состояниях подвергали старению при 500°С,

т.е. на стадии, когда основное упрочнение мартенсита связано с дисперсными фазами α-Cr и α-Мо. Для состояния 1 это стадия недостаривания, для состояния 2 – стадия максимального упрочнения.

Рисунок 3. Механические свойства плавки 5 после закалки и старения при 500°С, 2 ч. Матричные фазы: светлые столбики – мартенсит после закалки

от 1000°С; темные столбики – мартенсит + 22% остаточного аустенита после закалки от 750°С

После закалки различие в уровне предела текучести и ударной вязкости (KCU-196 и KСТ-196) для двух состояний незначительно (рис. 3). В результате старения при 500°С в стали с мартенситной структурой повышение σ0,2 до 1010 МПа сопровождается значительным снижением ударной вязкости: KCU-196 – в 4 раза и KСТ-196 – более чем на порядок. В стали с двухфазной структурой повышение σ0,2 до 1200 МПа после старения при 500°С практически не изменяет уровня ударной вязкости по сравнению с закаленным состоянием.

Наибольшее преимущество двухфазной структуры (Мфн+Аост) после старения состоит в том, что при более высоком пределе текучести ударная вязкость KСТ-196 почти на порядок выше, чем у сталей с мартенситной структурой. Это является следствием как фазового наклепа в обеих матричных фазах, так и положительного влияния дисперсных прослоек