17. Жақсартылған қосынды болаттардың құрылымы және механикалық қасиеттері.

Тұрақсыз жоғары берiктi аустенит болаттарын ТБС-болаттары немесе АIС-болаттары деп атайды. Бұл болаттар 8¸14%Cr-н, 8¸32%Nі-н, 0,5¸2,5%Mn-н, 2¸6Mo-н 2% дейiн Si–н (мысалы, 30Х9Н8М4Г2С2, 25Н25М4Г1) тұрады.

980-1200 °С аустениттендiруден кейiнгi мартенситтiк айналудың М_б мен М_т (түрөзгеру мартенситi түзiлуiнiң басталуы) температуралары 20 °С төменде болады, яғни болаттардың аустенит құрылымымен өзгешеленетiн ерекшелiктерi болып табылады.

Болатқа жоғары механикалық қасиеттер беру үшiн аустениттендiруден кейiн оны 80%- дық түрөзгеруге түсiредi (қақтау, тарту, сумен сығу т.б.) 250-550 °С (қайта қатденелену температурасынан төмен). Түрөзгеру iсамалында аустенит нығаймаға түседi , көмiртекпен кедейленедi, бұл М_б, М_т нүктелерiнiң көтерiлуiне әкеледi.

Сонда М_т нүктесi 20 °С жоғарыда болады. Суынғанда аустенит тұрақсыз болады және оның түрөзгеруiнде мартенситтiк айналу жүредi. Сондықтан созуға сынауда түрөзгеруі бар аустенит мөлдектері мартенситтiк айналуға түседi, бұл жергiлiктi нығаюға әкеледi және түрөзгеру аустениттiң көршiлес нығаймаған көлемдерiнде шоғырланады, Демек g®a (мартенситтiк) айналу «мойын»-ның түзiлу мүмкiндiгiн жояды, бұл АІС-болаттардың жоғары созымдылығымен түсiндiрiледi.

АІС-болаттардың механикалық қасиеттерi: s_в=1500¸1700МПа, s_0,2=1400¸1550МПа, d=50¸60%. Тұтқырлық қираудың К_1С және шыдамдылық шегiнiң s_-1 жоғары мәндерi осы топ болаттарына тән болып табылады. Мартенситтi – ескiретiн болаттарға немесе қосындыланған жоғары берiктi болаттарға қарағанда бiрдей немесе жақын берiктiгiмен АІС-болаттар созымдырақ, ал созымдылығы тең болғанда тұрақсыздану шегi тым көбiрек болады. АІС-болаттардың кеңiнен қолдануына кедергi, олардың көп қосындылануы, салыстырмалы төменгi температураларда түрөзгерту үшiн қуатты жабдықты пайдалану қажеттiлiгi, пiсiру қиындығы, түрөзгерген металдың әр қасиеттiлiк қасиеттерi, т.б. Бұл болаттар көп жүк түсетiн тетiкбөлшектер, сым сымарқандар, бекiту тетiкбөлшектерiн, т.б жасауға пайдаланылады.

Болат 30ХГСА перлит сыныбына жатады. Қосындылау элементтерінің салыстырмалы аздаған мөлшерімен сипатталады және феррит пен цементитте ериді (кремний тек ферритте ериді). 860 ⁰С жасытудан кейін болат 30ХГСА перлит пен ферриттен тұрады (1-үлгі). 860⁰ С-ден майда шынықтырудың және 520 ⁰С жұмсартудың нәтижесінде мартенсит бойынша бағдарланған цементит пен ферриттің шашыранды жарақтылық қоспасы болып келетін жұмсарту сорбиті қалыптасады (2-үлгі).

Болат Н18К9М5Т мартенситті ескірген (3-үлгі). Болат 850 ⁰С-тан суда шынықтыруға және 500 ⁰С ескіруге түседі. Көміртексіз мартенсит құрылымын алады. Көміртексіз мартенсит ескіруден кейін жарақтылық қасиеттерінің жоғары кешенін қамтамасыз ететін екінші күйтүрлердің шашыранды бекітетін бөлшектерінен тұрады.

Болат 18Х2Н4ВА (4-үлгі) мартенсит сыныбына жатады. Көміртектенетін және жақсартылатын ретінде қолданылады; соңғы жағдайда 860 ⁰С-дан майда шынықтыруға және 550 ⁰С жоғары жұмсартуға түседі (құрылымы жұмсарту сорбиты).

Болат Р18 ледебурит сыныбына жатады. Құйылған күйжайында ледебуриттен, сорбит пен карбидтен тұратын құрылымы бар (5-үлгі). Тез кесуші болаттың ледебуриті, аустенит пен қаңқа тәрізді пайда болған карбидтерден тұрады. Шынықтырудан кейін Р18 болаттың құрылымы инесіз мартенситтен, карбидтерден және қалдық аустениттен тұрады.

Келесі үш еселі қайтара жұмсартуда (560 ⁰С) қалдық аустенит мартенситке айналады, мартенситтен темір карбидінің шашыранды бөлшектерінің жарыспа бөлінуі жүреді. Р18 болаттың қаттылығы жұмсартудың нәтижесінде НRС58 ден НRС65-ке дейін артады. Жылумен өңдеудің толық жиынтығынан кейін тез кесуші болаттың құрылымы жұмсарту мартенситі мен карбидтерден тұрады (6-үлгі). Р18 болаттың негізгі қызмет атқару қасиеті - ыстыққа тұрақтылығы шашыранды қатаюға түскен көп қосынды мартенситтің жұмсартуға қарсы жоғары тұрақтылығымен байланысты.

Болат 08Х22Н6Т өтпелі сыныпқа жатады (7-үлгі). Қолайлы қасиеттері (1.1-кестені қара) аустенит пен ферриттің шамамен тең мөлшерлерінен тұратын құрылымның алыну нәтижесінде жетіледі. Ол үшін 1000-1050 ⁰С температурамен ауада шынықтыру пайдала-нылады.

Болат Х28 (8-үлгі) феррит сыныбына жатады. Бұл қорытпаны хроммен көп мөлшерде қосындылау оның жоғары қышқылға және қызуға тұрақтылығымен байланысты. Аллотропиялық айналулардың жоқтығы жылумен нығаю және де қайта қатденеленумен байланысты феррит түйірі өлшемінің кішірею мүмкіндігін болдыртпайды.

Болат Х18Н9Т (9-үлгі) аустенит сыныбының хромникельді тоттанбайтын болаттарға жатады; жылумен өңдеумен нығаймайды. Жемірілуге жоғары беріктігімен біртекті аустенитті алу үшін болат 1060⁰С-ден суда суарылады. Х18Н9Т болат аустенитінің жоғары созымдылығы мен жақсы пошым өзгергіштігі бар. Беріктігін арттыру үшін нығайманы пайдаланады.