Оценка качества стали но излому - Шахназаров Ю.В.
Скачать (прямая ссылка):
1 Данные представлены М. А. Крамаровым.
17
Сопоставление ап, а.гу к В в сталях 38ХНЗМФ и 36ХН1МФ, обработанных перед высоким отпуском на мартенсит и нижний бейпит (изотермическая закалка при 330°С), показывает (табл. 7):
а) значительную разницу в сопротивлении разрушению продуктов мартенситного и бейнитного превращения;
б) большую чувствительность ат'у бейнита по сравнению с ап к понижению температуры испытания стали для стали 36ХН1МФ. Для стали 38ХНЗМФ разность а« и аТ5г практически не меняется;
в) более крутой характер изменения волокна бейнита (В) обеих сталей при понижении температуры испытания;
г) незначительную разницу в волокне на образцах Мена же и с трещиной.
Таблица 7
Температура испытании стали, °С
Свойства
сталей -1-20 0 -40 —80 —120 —160 —196
Сталь 36ХН1Л1ФА
1,30 1,30 1,20 0,с0 0.70 0,55 0,40
0,95 0.80 0,65 0,50 0.50 - —
0 0 0.10 0,40 0,60 0,75 0,90
0,15 0,30 0,45 0,60 0,60 —
ту 0.90 0,90 0,80 0,40 • 0,15 0,05 -0
0,50 0,30 0,10 0,05 -0 0 0
ту 0 0 0.10 0,50 0.75 0.К5 0,90
0,20 0,40 о.ео • 0,65 0.70 — -
в« 100 100 90 70 35 10 Г)
75 45 15 5 5 0 0
0 0 10 30 65 90 95
25 55 85 95 95 100 100
6.М 100 95 85 50 25 5 -0
65 35 5 і 0 0 0 0
0 5 I 15 50 75 95 100
дв*. 35 65 95 100 100 100 100
Продолжение т а 6 л. 7
Свойства сталей
і 20
Температура испытаний стали, °С
0 -40 —ВО -120 — КО
196
Сталь 38ХНЗМФЛ
4 1,40 1.35 1,25 1.15 0,90 0,55 -
1,0 О.ЬО 0,60 0,50 - - -
Аан 0 0,05 0,15 0,25 Ь,05 0,85 —
Аа\\ 0 1 0/20 0,40 0,50 - —
IV 0,90 0,90 0,80 0,70 0:40 0,15 -
0,80 0,40 0,15 0,05 —
0 0 0,10 0,20 0,50 • 0,75 -
0 0,40 0,65 0,75 — - -к
100 100 100 75 55 25^ —
в'й 100 ч 75 30 5 0 0 0
дв« 0 0 0 25 45 75 -
0 25 70 95 100 100 100
О.М 100 100 100 65 •10 15 -
в1, ту 100 (0 20 -0 0 0 0
0 0 0 35 60 85 —
IV 0 40 80 100 100 100 100
Перечисленное показывает, что строение излома песет наибольшую информацию о сопротивлении разрушению исследованных сталей. Следует отметить также, что анализ строения излома позволяет отказаться от испытания образцов разных типов (например, Менаже и с трещиной).
Оценка качества стали по строению излома более целесообразна при определении температуры начала охрупчивания по появлению кристалличности (Тюо). Это следует из сопоставления я1Ь ату и В термоулучшенных сталей с 0.09, 0,19, 0,26, 0,38% С, содержащих также 1,2% Сг, 1,6% N4, ~0,35%Мо, ~0,15% V 'табл. 8). Разница в Тюо на образцах Менаже и с трещиной не превышает 10°С. Разница в Т50 значительно более существенна, что не позволяет определять эту характеристику на образцах
19
с одним типом концентратора напряжений. С другой стороны оценка по виду излома позволяет отказаться от испытания образцов с различными концентраторами напряжений.
Таблица 8
% с ДТг.и, °С ATjcic,
1 0,00 30 0
0,19 15 5
0.26 10 10
0,38 45 5
По строению излома более рельефно выявляется охрупчива-^ше, в ряде случаев вообще не выявляемое пс значениям аи. Так, например, хрупкость стали 40Х после отпуска в субкритическом интервале температур не выявляется на образцах Меиаже, необходимо проведение испытаний образцов с трещиной (табл. 9).
Т а б л и и л 9
Т °С д„, МДж/м2 ату, МДж/м2
600 ¦ 0,80 0,20 і 52 29
620 1,25 0,60 86 73
610 1,45 0,95 92 88
660 1,60 0,80 84 70
680 1,60 0,65 78 65
П р и м е ч а и и е. Тисп = —40 °С.
й
При анализе строения излома отпадает необходимость в испытании образцов с трещиной, так как зависимость, волокна от Тотп имеет характерный максимум при 640 °С.
Даже на образцах с жестким концентратором напряжении трещиной не удается выявить разницу в степени охрупчиваиин металла, удаленного на разные расстояния от охлаждаемого торца. Это следует из табл. 10, где приведены данные для теплоизолированных брусков 60x60x360 мм из термоулучшенных сталей 36ХН1МФ и 38Х113МФ (оо.2~0,8 ГПа), которые охлаждали с торца в проточной воде.
На рис. 9 приведена разность соответствующих значений Т-о. Тог,, Т2 и А ИВ сравниваемых сталей (То температура, соответствующая ату = 0,2 МДж/м2). На расстоянии до 125 мм от охлаЖ-
20
Таблица 10
Расстояние от охлаждаемого торца, мм Он, МДж/м2 Ату, МДж/м2 Т50, °С
50 0.9 0,5 —120
0,7 —90
Г00 0,9 0,5 -110
1,0 0,65 —Ь0
200 0,9 0.5 -90
1,0 0,7 -15
300 0.9 0,5 —40
Q.95 о,5 -t-15
П р и меча и и е В числителе тля стали 38ХГІЗМФ, в знаменателе — для стали 36ХН1МФ.
25 /25 22f Ж мм
Рис. 9 Разность в твердости (\///?), критических температурах хрупкости (ДТ95, ДТ50, ДТ2) и количестве продуктов перлитного распада (ДП) между сталями 38НЗМФА и 36ХК1МФА в зависимости от расстояния от охлаждаемого торца
даемого торца различие между сталями в сопротивлении хрупкому разрушению незначительно — разница в критических температурах хрупкости не превышает 20 °С. Разница в твердости при этом наибольшая, при удалении от торца разница уменьшается. Максимальное различие в сопротивлении хрупкому разрушению наблюдается на расстоянии 225 мм от торца. При удалении от торца на 325 мм разница з критических температурах хрупкости
уменьшается. Аналогичным образом изменяется разница в количестве продуктов распада аустенита в перлитной области (ЛП). Следует отметить, что продукты пемартеиситного распада в стали 36ХН1МФ характеризуются большей дифференциацией феррита.
