Вплив легуючих елементів на властивості сталі
Що ж до механічних властивостей загартованої сталі, то їх по зламу встановити все ж таки не можна, оскільки вони залежать насамперед від складу сталі, а злам служить лише виразом структурного її стану. Тим не менш, суха волокниста будова зламу загартованої сталі вказує на те, що сталь даного складу матиме нормальні механічні властивості. Інший тип зламу, наприклад кристалічний, свідчить про зворотний, зокрема про тендітніший, стан загартованої сталі. Слід зазначити, що часто окремі експериментатори не розмежовують досить чітко волокнистий злам сухого волокнистого зламу. Це нераціональний підхід до питання, оскільки, незважаючи на порівняно малу відмінність за назвою, насправді ці види зламів мають зовсім різну природу та механізм освіти при руйнуванні. Волокнистий злам є поверхнею руйнування сильно деформованих зерен а-фази, а при утворенні сухого волокнистого зламу руйнування протікає без значної пластичної деформації зерен і, ймовірно, розвивається по окремих фрагментах (дрібним кристаликам, що мають однакову текстуру), що становлять колишнє зерно аустеніту. 5. Нафталінистий і каменеподібний злам Нафталінистим називається кристалічний злам, на поверхні якого при зміні кута нахилу зразка щодо світла, що подає, спостерігаються ділянки (майданчики), що мають характерний слабо металевий блиск, що трохи нагадує окремі частинки нафталіну. Нафталінистий злам зустрічається у термічно не обробленої та у термічно обробленої сталі. Каменеподібним називається злом (рис. 217), що на вигляд нагадуєкристалічний, але відрізняється від нього дещо меншим блиском і надзвичайно крупнозернистою будовою. На практиці цей тип зламу спостерігається тільки у термічно обробленої сталі і виявляється у тих випадках, коли випробувана сталь знаходиться у відносно в'язкому стані. Так, наприклад, після загартування та низької або середньої відпустки каменеподібна будова зламу не розкривається. Однак досить ту ж сталь додатково відпустити на 600-680 °, щоб отримати в її зламі кам'яну будову. Іншими словами, достовірні уявлення про наявність у сталі каменеподібного зламу можна отримати тільки при випробуванні її у в'язкому стані. Часто не вся поверхня зламу має крупнозернисту кам'яноподібну будову, а лише деяка її частина, добре помітна у термічно обробленої сталі на загальному тлі се дрібнокристалічного і особливо волокнистого зламу. Вивченню умов виникнення та встановлення фізичної природи нафталінистого та каменеподібного зламу присвячені, головним чином, роботи радянських учених та дослідників К. А. Малишева, В. А. Архарова, М. П. Брауна, П. Є. Воронова, Н. А. Пітаде та С. Т. Кисельова, які є основними у сучасній металознавчій літературі. Не маючи можливості докладно розглядати ці роботи, зупинимося коротко на найголовніших їхніх положеннях.  Так, деякі дослідники вважають, що нафталінистий злам виникає у конструкційної сталі всіх видів у результаті перегріву її при 1250-1350 ° і вище. Однак схильність до утворення нафталіністого зламу і укрупнення його зерна не є однаковою і визначається легированностыо і природою плавки випробуваної сталі. Великою схильністю до утворення сильно розвиненого великого зерна при 1300-1400 ° відрізняються хромонікелеві,хромонікельмолібденові, хромонікельвольфрамові, хромомарганневі, хромомарганцевомолібденові сталі. Сталі, що містять у своєму складі як легуючий елемент кремній, менш схильні до нафталіністого зламу і при тривалих витримках при 1350-1400 ° не дають крупнонафталіністого будови. Молібден та вольфрам сприяють укрупненню нафталіністого зерна. У виробничій практиці нафталінистий злам спостерігається у сталі після гарячої обробки тиском, якщо в процесі її був допущений значний перегрів та обробка проводилася без застосування інтенсивних обтискань. Нафталінистий злам може бути повністю усунений шляхом вторинної перекристалізації сталі за її подальшої термічної обробки. Для усунення слабо нафталіністого будови досить одноразової перекристалізації. У разі розвиненої великої нафталіністої будови необхідна принаймні дворазова перекристалізація, наприклад, нормалізація або відпал з подальшим термічним поліпшенням. У тих випадках, коли після термічної обробки нафталініста будова виявляється не усуненою, що легко виявляється в зламі термічно обробленої сталі, вона супроводжується погіршенням в'язкості сталі і свідчить про необхідність її додаткової перекристалізації. Зрозуміло, що після усунення нафталіністого зламу сталь набуває нормальних механічних властивостей. За К. А. Малишевим, каменеподібний злам, як і нафталінистий, може виникати в конструкційній сталі всіх типів в результаті її перегріву вище деякої температури (приблизно 1250-1350 °), що не є постійною для цієї марки сталі, а залежить від особливостей кожної плавки сталі. Температурна межа виникнення каменеподібного зламу залежить також від тривалості витримки при нагріванні; зі збільшеннямвитримки вона дещо знижується. Жодного закономірного впливу складу на схильність конструкційної сталі до виникнення каменеподібного зламу досі встановити не вдалося. У виробничій практиці каменеподібний злам спостерігається у термічно обробленої сталі в тих випадках, коли замість звичайного при гарячій обробці тиском нагрівання сталі до 1000-1200 ° був допущений перегрів сталі, а обробка тиском проводилася без достатньо енергійних обтискань. Камневидний злам може спостерігатися і у термічно обробленої литої сталі, якщо вона після затвердіння тривалий час знаходилася в області температур, що межують з лінією солідуса. Такий злам іноді зустрічається у великих фасонних виливків зі значною товщиною стінки, особливо коли температура металу, що заливається, була дещо завищеною. Кам'яноподібний злам не усувається звичайною термічною обробкою, наприклад простим відпалом, нормалізацією, термічним покращенням, навіть при багаторазовому їх повторенні. Зменшення, інколи ж і повне усунення каменевидного зламу можливе лише результаті тривалого дифузійного відпалу при 1050—1150°. Надійне усунення каменеподібного зламу досягається шляхом енергійної гарячої обробки тиском. Каменеподібна будова в зламі супроводжується різким погіршенням шенням пластичності і в'язкості термічно обробленої сталі і тому вважається неприпустимим для конструкційної сталі. Розглянемо сучасні уявлення про природу нафталіністого та каменеподібного зламу. Малишев вперше припустив, що нафталініста будова стали обумовлена текстурою кристалічної решітки дрібних зерен аустеніту, що збереглися в межах меж старого великого зерна аустеніту. Це припущення було підтверджено експериментально.Було показано, що нафталіністе зерно полікристалічно і розділяється на кілька груп дрібних кристалітів, що дискретно різняться між собою за орієнтуванням. «У різних ділянках одного і того ж нафталіністого зерна така полікристалічна будова однакова. Усюди є перемішані між собою кристали одних і тих же груп орієнтувань, причому відсоткова кількість кристаликів, що належать до кожної з цих груп, скрізь однакова». Таким чином, нафталіністе псевдозерно може бути охарактеризовано як складна текстура, що є комбінацією декількох простих текстур. У світлі цього неважко встановити механізм знищення нафталіністої будови сталі при вторинній перекристалізації. Очевидно, в цьому випадку складові псевдозерної текстури засмучуються, з'являються нові текстури зі зміненим напрямом їх осей і, нарешті, псевдозерно поділяється на низку нових зерен. Менш ясна природа утворення каменеподібного зламу. На думку К. А. Малишева, каменеподібний злам є результатом виділення при високих температурах тонких оболонок неметалічних домішок по межах зерен аустеніту. При цьому передбачається, що при нагріванні сталі до температур, що відповідають появі каменеподібного зламу, значна частина домішок переходить у твердий розчин і виділяється з нього при повільному охолодженні сталі на межах зерен аустеніту, що розрослися. Автор вказує, що швидке охолодження з температур нагріву, що відповідають появі каменеподібного зламу, попереджає його появу, оскільки розчинені домішки не встигають виділитися на межі зерна аустеніту. Нормальна, звичайна термічна обробка сталі з каменеподібним зламом, що виконується при відносно низьких температурах, не може внести істотних змін уперерозподіл домішок і тому не призводить до усунення такої структури. Крихкі неметалеві прошарки по межах старих зерен аустеніту викликають інтергранулярне руйнування сталі з невеликою витратою енергії, чим і пояснюється низька ударна в'язкість сталі з кам'яною будовою зламу. Дещо інше тлумачення природи каменеподібного зламу та Автор:АдміністраціяЗагальна оцінка статті:Опубліковано:2011.03.21 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ |