9. Механические свойства в зависимости от режима обработки.

В зависимости от режима обработки стали, будут приобретены различные механические свойства, которые требуется получить для производства той или иной стали. Ниже приведена таблица механических свойств в зависимости от температуры отпуска полученных при закалке с 850 ^оС в масле и после отпуска с охлаждением в масле.

Таблица 9.1. Механические свойства в зависимости от температуры отпуска для стали 50ХГФА

tотп, °С	Ϭ0,2, МПа	Ϭв, МПа	δ5, %	ψ , %	HRC
	1580	1940	1	3	52...54
200	1760	2010	2	9	50...51
300	1640	1690	2	19	48...49
450	1530	1580	4	36	45...47
500	1410	1370	8	54	43...44

10. Отпускная хрупкость.

Работа пружин, рессор и тому подобных деталей характеризуется тем, что в них используют только упругие свойства стали. Большая суммарная величина упругой деформации пружины (рессоры и т. д.) определяется ее конструкцией — числом и диаметром витков, длиной пружины. Поскольку возникновение пластической деформации в пружинах не допускается, то от материала подобных изделий не требуется высокой ударной вязкости и высокой пластичности. Главное требование состоит в том, чтобы сталь имела высокий предел упругости (текучести). Это достигается закалкой с последующим отпуском при температуре в районе 300...400° С. При такой температуре отпуска предел упругости (текучести) получает наиболее высокое значение, а то, что эта температура лежит в интервале развития отпускной хрупкости I рода, в силу отмеченного выше обстоятельства не имеет большого значения.

11. Хладостойкость.

Механические свойства и хладостойкость стали определяются прежде всего тремя механизмами упрочнения: 1) измельчением зерна; 2) упрочнением феррита атомами легирующих элементов и примесей, образующими твердые растворы внедрения и замещения; 3) упрочнением выделениями частиц второй фазы различной степени дисперсности.

Углерод, хотя и способствует эффективному упрочнению, резко снижает вязкость и пластичность стали, способствуя повышению хладостойкости. Принято считать, что увеличение содержания углерода в стали на каждые 0,1 % повышает порог хладостойкости на 20 ºC

Введение в углеродистую сталь до 2 % марганца и до 0,8 % кремния упрочняет ферритную матрицу благодаря образованию твердого раствора замещения. Легирование марганцем измельчает зерно и увеличивает вязкость феррита, что повышает величину работы распространения трещины при низких температурах. Легирование стали малыми добавками титана, ниобия и ванадия позволяет получать мелкодисперсные выделения второй фазы типа VC, TiC, Nb(C,N), V(C,N), эффективно упрочняющие матрицу. Эти же элементы способствуют измельчению зерна и снижают склонность стали к его росту. На границах зерен образуются дисперсные частицы карбидов и карбонитридов ниобия, титана и ванадия, тормозящие рост зерен при нагревании. Увеличение содержания этих элементов более 0,15 %, хотя и увеличивает прочность, но одновременно повышает склонность стали к хрупкому разрушению.

Из всех легирующих элементов никель в наибольшей степени понижает хладостойкость стали. Никель и железо полностью растворимы друг в друге, имеют близкое строение кристаллических решеток. Никель не является карбидообразующим элементом, он находится в твердом растворе в феррите или аустените. Никель упрочняет феррит и одновременно увеличивает его вязкость. Никель увеличивает прокаливаемость стали, измельчает зерно, а также снижает концентрацию примесей на дислокациях и уменьшает блокирование дислокаций примесными атомами внедрения. Введение 1 % Ni снижает порог хладостойкости примерно на 20 К. Хром несколько повышает прочность стали и при содержании до 1 % увеличивает ее вязкость. Увеличение концентрации хрома более 1,5 % приводит к повышению порога хладостойкости. Наиболее перспективным способом измельчения является микролегирование такими карбидообразующими элементами, как V, Ti, Nb, Zr. Оптимальными для получения максимальной трещиностойкости и хладостойкости являются литые стали, имеющие предел текучести от 300...400 МПа, так как они обладают рациональным сечением характеристик прочности и пластичности. Стали с пределом текучести меньше 300 МПа не могут быть использованы в качестве хладостойких в связи с низкими характеристиками прочности. Стали с пределом текучести более 800 МПа обладают низкой хладостойкостью вследствие пониженной пластичности. Эти стали в условиях низких климатических температур могут быть использованы лишь в качестве износостойких. Из всего вышеперечисленного следует, что сталь 50ХГФА обладает низкой хладостойкостью, так как её предел текучести равен 1200 МПа.