Главная / Теория термической обработки металлов / Старение и отпуск / Отпуск / Изменение свойств мартенситно-стареющих сталей

Изменение свойств мартенситно-стареющих сталей

Характер зависимости механических свойств мартенситно-стареющих сталей от температуры отпуска такой же, как у всех дисперсионно-твердеющих сплавов: рост прочностных свойств, достижение максимума упрочнения и затем разупрочнение. По аналогии со старением можно выделить стадии упрочняющего и разупрочняющего отпуска.

Упрочнение вызвано образованием сегрегаций на дислокациях и, главное, частично когерентных выделений промежуточных фаз типа Ni3Ti и Ni3Mo. Разупрочнение связано, во-первых, с заменой дисперсных выделений этих фаз более грубыми стабильными веделениями с большим межчастичным расстоянием и, во-вторых, с обратным мартенситным превращением α → γ, сопровождающимся растворением интерметаллидов в аустенитной фазе.


Влияние температуры отпуска

Влияние температуры отпуска

Влияние температуры отпуска на механические свойства
мартенситно-стареющей стали с 18% Ni, 7%Со, 4,5%
Мо и 0,3% Ti (Банерджи, Кьюпенос, Хансен).


При отпуске предел прочности возрастает примерно на 80%, а предел текучести — на 140%. Относительный прирост прочностных свойств здесь не больше, чем в таких стареющих сплавах, как бериллиевая бронза и алюминиевый сплав 1915 (смотрите таблицу Прирост (∆) предела прочности и предела текучести промышленных сплавов в результате полного старения), но абсолютные значения пределов прочности и текучести после отпуска являются рекордными для дисперсионно твердеющих сплавов. Обусловлено это тем, что в исходном закаленном состоянии мартенситно-стареющие стали характеризуются очень высокой прочностью (σв~110 кгс/мм2).

Высокая прочность мартенситно-стареющих сталей после отпуска при 480 — 500 °С в течение 1 — 3 ч обусловлена тем, что в. прочной матрице выделяются очень дисперсные полукогерентные частицы с размером и межчастичным расстоянием порядка 102А̊, причем выделения интерметаллидов имеют высокую собственную прочность.

В результате при дисперсности выделений, аналогичной дисперсности зон ГП в стареющих цветных сплавах, мартенситно-стареющие стали обладают значительно более высокой прочностью (σв = 180 / 200 кгс/мм2).

По сравнению с закаливаемыми на мартенсит сталями, содержащими углерод, безуглеродистые мартенситно-стареющие стали при той же прочности отличаются несравненно большим сопротивлением хрупкому разрушению.

Это — важнейшее их преимущество. Причины высокого сопротивления хрупкому разрушению в закаленном состоянии рассмотрены в Изменении свойств сплавов при закалке на мартенсит. При отпуске на максимальную прочность показатели пластичности и ударная вязкость снижаются, но остаются еще весьма высокими.

Вязкость матрицы, не содержащей углерода, и высокая дисперсность однородно распределенных выделений интерметаллидов обусловливают очень большую сопротивляемость распространению трещин, а это — ценнейшая характеристика современного высокопрочного конструкционного материала.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

http://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/363/85/11020.html
Изменение свойств легированных сталей

Легирующие элементы, затрудняющие распад мартенсита и коагуляцию карбидов (смотрите Структурные изменения при отпуске сталей), смещают температурную границу начала интенсивного разупрочнения при отпуске с 200 — 300 до 450 — 550 °С. Повышение красностойкости закаленной стали, т. е. способности ее сопротивляться смягчению при нагревании, — одна из основных целей легирования в производстве инструмента. Для конструкционных легированных…

Отпускная хрупкость

Отпускная хрупкость присуща многим сталям. Сталь в состоянии отпускной хрупкости характеризуется низкой ударной вязкостью. На других механических свойствах при комнатной температуре состояние отпускной хрупкости практически не сказывается. На рисунке схематично показано влияние температуры отпуска на ударную вязкость легированной стали, в сильной степени склонной к отпускной хрупкости. Во многих легированных сталях наблюдаются два температурных интервала отпускной…

Влияние легирующих элементов

Диффузионная подвижность атомов легирующих элементов, растворенных в α-железе по способу замещения, на много порядков ниже, чем диффузионная подвижность атомов углерода, который растворен в железе по способу внедрения. При температурах отпуска ниже примерно 450 °С в матрице не происходит диффузионного перераспределения легирующих элементов: из α-раствора выделяются карбиды железа, в которых концентрация легирующих элементов такая же, как…

Отпуск мартенситностареющих сталей

Мартенситностареющие стали — это безуглеродистые сплавы на базе системы Fe — Ni, легированные дополнительно кобальтом, молибденом, титаном и другими элементами. Типичный пример — сплав железа с 17 — 19% Ni, 7 — 9% Со, 4,5 — 5% Мо и 0,6 — 0,9% Ti (Н18К9М5Т). Сплавы этого типа после воздушной закалки на мартенсит подвергают отпуску при…

Изменение механических свойств при отпуске сталей и выбор режима отпуска

Изменение свойств углеродистых сталей Закаленная углеродистая сталь характеризуется не только высокой твердостью, но и очень большой склонностью к хрупкому разрушению. Кроме того, при закалке возникают значительные остаточные напряжения. Поэтому закалку углеродистых сталей обычно не применяют как окончательную операцию, хотя она и может сообщить стали высокую прочность (σв = 130 / 200 кгс/мм2). Для увеличения вязкости…