14.08.2020
Квартира в новостройке – это отличная возможность приобрести собственное жилье, в котором никто еще не жил. При этом следует...


14.08.2020
Дымоход — это важная и одна из основных составляющих каминов, печей и котлов, вне зависимости от их назначения. Если правильно...


14.08.2020
Огромной популярностью среди потребителей пользуются полипропиленовые трубы, благодаря своим высоким техническим характеристикам,...


14.08.2020
Многие пользователи социальной сети инстаграмм видели, что огромное количество подписчиков и лайков может быть даже у аккаунтов,...


14.08.2020
Деревянный дом – уютное, экологичное и красивое жилье. Тепло древесина удерживает хорошо. На тридцать-сорок процентов снижаются...


14.08.2020
Радиаторы нагревают пространство в помещении, и это всегда видимая часть системы, причём, чем более она открыта, тем эффективнее...


Некоторые особенности отпуска порошковых сталей

09.07.2019

Наиболее характерными особенностями порошковых сталей полученных методом прессования и спекания поликомпонентных шихт, являются пористость и химическая неоднородность, в связи с чем авторами проведено исследование влияния этих факторов на процессы отпуска порошковых сталей, являющегося одной из основных операций термической обработки. Исследование проводили на сталях ЖГр1,3 и ЖГр1Г1. Для приготовления шихты использовали порошки железа марки ПЖ2М3, отожженного при 800 °C в течение двух часов в атмосфере осушенного водорода, графита марки Cl и марганца марки МР-00. Образцы стали ЖГр1,3 с относительной плотностью 76-90 % получали путем прессования шихты при давлении 300-800 МПа и спекания при температуре 1150 °С. Часть образцов, спрессованных при давлении 800 МПа, отжигали при 800 °С, повторно прессовали при давлении 800 МПа и окончательно спекали при 1150 °C в течение двух часов.

Для достижения разной степени химической неоднородности образцы стали ЖГр1Г1 после двукратного прессования при давлении 800 МПа с промежуточным отжигом спекали при температуре 1200 С в течение 0,5 и 7 ч.

Спеченные образцы закаливали от температуры 810 °С (ЖГр1,3) и 830 °C (ЖГр1Г1) в воду и отпускали в интервале температур 100-600 С с изотермической выдержкой 2 ч при каждой температуре. Для уменьшения окисления и обезуглероживания образцы при закалке и отпуске нагревали в засыпке из отработанного карбюризатора.

Исследования показали, что в более пористых образцах распад мартенсита идет активнее, что отражается в уменьшении степени его тетрагональности. Так, если в закаленных образцах стали ЖГр1,3 независимо от плотности содержится порядка 0,75 % С, то после отпуска при 100 °С в образцах с относительной плотностью 90 % содержание углерода в мартенсите уменьшилось до 0,55 %, а в образцах с относительной плотностью 82 и 76 % соответственно до 0,48 и 0,25 %.

Активизация распада мартенсита по мере увеличения пористости, очевидно, объясняется созданием более благоприятных условий для диффузии атомов углерода в дефектной пористой структуре, имеющей избыток свободной энергии за счет более развитой поверхности и большего уровня искажений кристаллической решетки. Как видно из рис. 119, повышение температуры отпуска приводит к росту областей когерентного рассеяния и релаксации напряжений второго рода. Однако при одних и тех же температурах отпуска, чем выше пористость образцов, тем дисперснее области когерентного рассеяния и выше уровень напряжений второго рода.

Дилатометрические исследования показали, что по мере увеличения пористости наблюдается смещение температурных интервалов четырех превращений при отпуске в область более низких температур.

Это свидетельствует об активизации распада мартенсита, а также всех остальных процессов, происходящих при отпуске, под влиянием пористости. Так, если при пористости 10 % интервалы четырех превращений при отпуске составляют: первое превращение - 120-190 С, второе - 190-290 °С; третье - 290-340 °С; четвертое - 340-710 °С, то при пористости 24 % соответственно 110-170, 170-280, 280-330 и 330-685 °С.

Увеличение длительности спекания образцов стали ЖГр1Г1 при температуре 1200 С с 0,5 до 7 ч приводит к повышению однородности распределения марганца, что находит отражение в снижении коэффициента вариации концентрации (КВК), определенного по методике, с 84 до 34 соответственно (у литых сталей KBK легирующих элементов обычно составляет 3-8). При этом микроструктура спеченной стали становится более однородной. Закалка спеченных образцов дает троостомартенситную структуру, причем на спеченных в течение 7 ч образцах она более однородная и дисперсная (рис. 120). Имеются крупные трооститные иглы и цементитные включения, встречаются участки разной травимости. у таких образцов отпуск обеспечивает формирование дисперсной, однородной структуры.


В табл. 77 приведены данные рентгенографического определения количества остаточного аустенита в стали ЖГр1Г1 после закалки и низкого отпуска. Повышение химической однородности в образцах стали, спеченных в течение 1 ч, приводит к росту устойчивости аустенита и к некоторому увеличению его количества как после закалки, так и низкого отпуска по сравнению с образцами, спеченными в течение 0,5 ч.

Химическая неоднородность, характерная для порошковых сталей, полученных из поликомпонентных шихт, оказывает влияние и на тонкую структуру закаленных и отпущенных образцов. Как видно из рис. 121, до 400 °С уровень микронапряжения приблизительно одинаков для образцов стали ЖГр1Г1, спеченных в разное время. При более высоких температурах отпуска снятие напряжений происходит быстрее в образцах, спеченных в течение 7 ч, в то время как в образцах, спеченных в течение 0,5 ч, напряжения снимаются только после отпуска при 600 °С. Наличие микрообластей с повышенным и пониженным содержанием марганца, по-видимому, является фактором, способствующим закреплению дислокаций и препятствующих их перемещению. С ростом химической неоднородности количество таких участков увеличивается, что затрудняет релаксацию напряжений и требует для этого более высокую температуру отпуска. Этому же, вероятно, способствует и более высокая структурная неоднородность стали. Очевидно, именно поэтому области когерентного рассеяния растут медленнее в образцах химически менее однородных (рис. 121).

Увеличение химической неоднородности распределения марганца приводит к некоторому ускорению распада мартенсита при изотермическом отпуске при 100 °С, как следует из анализа дилатограмм (рис. 122). Если у образца, спеченного в течение 7 ч, уменьшение длины начинается приблизительно через 3 мин после начала изотермической выдержки, то у образца, спеченного в течение 0,5 ч, уменьшение длины начинается на первых же секундах выдержки. Однако через 40 мин дилатометрические кривые совпадают и дальнейший распад идет одинаково. Являясь центрами гетерогенного зарождения новой фазы, участки концентрационной микронеоднородности, по-видимому, способствуют увеличению количества очагов начала распада мартенсита. Это и приводит к ускорению распада мартенсита в химически менее однородной стали.

Механические свойства порошковой стали ЖГр1Г1 в зависимости от температуры отпуска и химической неоднородности представлены на рис. 123. Видно, что твердость выше у более однородной стали как после закалки, так и после всех режимов отпуска. Это находится в соответствии с металлографическим анализом, согласно которому структура стали, спеченной в течение 7 ч, более однородна и дисперсна.

Прочность на растяжение по мере повышения температуры отпуска растет, достигает максимального значения и затем уменьшается. Такая зависимость является характерной для порошковых сталей, полученных из поликомпонентных шихт. Более высокий уровень концентрационной неоднородности стали, спеченной при 1200 °С в течение 0,5 ч, затрудняет релаксацию напряжений и сохраняет их до более высоких температур по сравнению со сталью, спеченной в течение 7 ч. По этой причине, по-видимому, и происходит смещение максимального значения прочности в сторону более высоких температур отпуска, а также повышение прочности в максимуме.

В процессе отпуска по мере повышения температуры происходит рост ударной вязкости вследствие распада мартенсита, снятия напряжений и коагуляции карбидов. Повышение химической неоднородности, препятствуя снятию напряжений, замедляет рост ударной вязкости.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна