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 880 ^оС в масле и после отпуска с охлаждением в масле.

Таблица 6. Механические свойства в зависимости от температуры отпуска для стали 20ХГР [5].

tотп, оС	Ϭ0,2, МПа	Ϭв, МПа .	δ5, %	ψ, %	KCU, МДж/м2	Твердость, HRC,
200	1220	1490	12	55	0,79 0,56 0,75 0,146 0,173	45
300	1230	1420	13	45		44
400	1160	1250	13	57		41
500	850	900	16	66		30
600	720	790	19	73		24

10. Отпускная хрупкость

Обычно с повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, а скорость охлаждения не влияет на свойства. Но для некоторых сталей наблюдается снижение ударной вязкости. Этот дефект называется отпускной хрупкостью.

Отпускная хрупкость I рода наблюдается при отпуске в области температур около 300 ^oС. Она не зависит от скорости охлаждения.

Это явление связано с неравномерностьюпревращения оппущенного мартенсита. Процесс протекает быстрее вблизи границ зерен по сравнению с объемами внутри зерна. У границ наблюдается концентрация напряжений, поэтому границы хрупкие.

Отпускная хрупкость I рода “необратима“, то есть при повторных нагревах тех же деталей не наблюдается.

Отпускная хрупкость II рода наблюдается у легированных сталей при медленном охлаждении после отпуска в области 450…650 ^oС.

При высоком отпуске по границам зерен происходит образование и выделение дисперсных включений карбидов. Приграничная зона обедняется легирующими элементами. При последующем медленном охлаждении происходит диффузия фосфора к границам зерна. Приграничные зоны обогащаются фосфором, снижаются прочность и ударная вязкость. Этому дефекту способствуют хром, марганец и фосфор. Уменьшают склонность к отпускной хрупкости II рода молибден и вольфрам, а также быстрое охлаждение после отпуска.

Отпускная хрупкость II рода “обратима“, то есть при повторных нагревах и медленном охлаждении тех же сталей в опасном интервале температур дефект может повториться.

Стали, склонные к отпускной хрупкости II рода, нельзя использовать для работы с нагревом до 650 ^oС без последующего быстрого охлаждения.

Хромистые стали без других добавок маловосприимчивы к отпускной хрупкости. Введение в хромистую сталь добавок марганца, кремния и никеля резко повышает ее восприимчивость к отпускной хрупкости. Один никель не вызывает отпускной хрупкости, но при совместном присутствии в стали никеля и хрома или никеля и марганца отпускная хрупкость выражена особенно сильно, что и наблюдается в стали 20ХГР. Высокое содержание Cr, Ni и Mn, резко повышает склонность к отпускной хрупкости.

В качестве средств борьбы с возникновением отпускной хрупкости в производственной практике обычно используются два метода:

1). введение в сталь добавок молибдена (0,25...0,45 %) или вольфрама (0,6...1,2 %);

2) применение быстрого охлаждения стали после высокого отпуска путем ее замочки в воде или масле, когда остаточные напряжения не являются лимитирующим фактором.

Одновременное применение этих методов обычно позволяет достигнуть желательных результатов в отношении полного устранения отпускной хрупкости в правильно легированных марках стали.