Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Дефекты легированных сталей

Из учебника А.П.Гуляева "Металловедение"

Высокие механические свойства легированных сталей обеспечили их преимущественное применение по сравнению с углеродистыми во многих отраслях специального машиностроения (авиация, автомобилестроении и т. д.). Вместе с тем в легированных сталях появляются различные дефекты, встречающиеся реже в углеродистых сталях. Часто при самом строгом соблюдении правильно установленных технологических режимов эти дефекты не поддаются полному устранению. Важнейшие из них: отпускная хрупкость, дендритная ликвация и флокены (явление отпускной хрупкости см. в п. 2 этой главы).

Дендритная ликвация

Появление дендритной ликвации обусловлено неравновесной кристаллизацией сплавов (см. гл. V, п. 10). Наличие в стали легирующих элементов увеличивает температурный интервал кристаллизации, затрудняет протекание диффузионных процессов и способствует развитию явлений дендритной ликвации, так как увеличивает разницу в концентрациях между ранее и позднее выпавшими из жидкости кристаллами (по данным И.Н.Голикова). Макроструктура дендритной ликвации приведена на рис. 303, а.

Рис. 303. Дефекты макро- и микроструктуры легированной стали, × 130 (Совер): а - дендритная ликвация; б - полосчатость

После прокатки или ковки излучаются толокна, вытянутые вдоль направления деформации (рис. 303, б). Некоторые механические свойства поперек волокна оказываются ниже, чем вдоль (σ₀₂, ψ, a_H), чго обусловлено наличием деформированных вдоль прокатки неметаллических включений. Это явление носит название анизотропия механических свойств. Очищение стали от неметаллических включений и в первую очередь сульфидного типа металлургическими приемами (обработка синтетическими шлаками, электрошлаковый переплав) уменьшает анизотропию свойств.

Для уменьшения дендритной ликвации прибегают к диффузионному отжигу слитков перед прокаткой, который состоит в длительном нагреве стали при весьма высоких температурах (1000 ÷ 1200 °С).

Флокены

Флокены представляют собой в изломе пятна (хлопья) (рис. 304), а в поперечном микрошлифе - трещины. Естественно, что наличие трещин вызывает снижение механических свойств. Трещины-флокены тем более опасны, чем более высокую прочность имеет сталь. В высококачественных сталях флокены - очень серьезный дефект. Флокены могут быть во всех сталях, но наиболее часто они встречаются в сталях, содержащих хром т. е. в хромистых, хромоникелевых, хромоникельвольфрамовых, хромомарганцовистых и др.

Рис. 304. Флокены в стали (излом)

Флокены могут быть в кованой или катаной стали, в литой стали они обнаруживаются редко.

Когда появляются флокены в стали?

Если сталь после ковки (прокатки) быстро охлаждалась в районе 200 °С и ниже, то у флокеночувствительной стали возникнут флокены. Скорость охлаждения при температурах выше 200 °С не приводит к образованию флокенов. Таким образом, флокены образуются при быстром охлаждении от 200 до 20 °С.

Ряд данных показывает, что флокены образуют растворившийся в жидкой стали водород, который при температурах ниже 200 °С выделяется из раствора и создает сильные внутренние напряжения, которые и приводят к образованию трещин (флокенов). Если же сталь охлаждается медленно, то водород успевает продиффундировать из раствора и совсем удалиться из стали. В результате сталь становится нечувствительной к флокенообразованию (С.С. Штейнберг, Э. Гудремон).

Таким образом, одной из главных причин образования флокенов можно считать растворенный в стали водород, который не успевает выделиться при температурах ниже 200 °С.

Флокены редко образуются в литой стали, так как выделившийся из раствора водород скапливается в многочисленных литейных порах и неплотностях литого металла.

Флокены можно устранить последующей ковкой (прокаткой) на меньший размер, так как при этом трещины (флокены) завариваются. Флокены редко обнаруживаются в малых сечениях (диаметром менее 25 ÷ 30 мм). Вакуумирование, удаление из стали газов, в том числе водорода устраняет способность стали к образованию флокенов.

Использована публикация:
Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с. стр. 353 - 355.

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)