Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ОСТАТОЧНЫЙ И РЕВЕРТИРОВАННЫЙ АУСТЕНИТ В МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ H18K9MST

Изучены структура и механические свойства стали Н18К9М5Т (18Ni — 9Со — 5Мо — Ti) с остаточным и ревертированным аустенит ом. Проведена оценка свойств остаточного и ревертированного аустенита и их вклада в формирование уровня механических свойств стали Н18К9М5Т

В настоящее время различают ревертированный аустенит (РА), образующийся в стали при вы-держке в межкритической области и сохраняю-щийся после охлаждения до комнатной темпе-ратуры, и остаточный аустенит (ОА), сохра-нившийся после охлаждения от температур выше Ас3. Поскольку условия образования РА и ОА различны, можно предполагать, что их ме-ханические свойства также различаются.

Исследование проводили на мартенситно- стареющей стали Н18К9М5Т, в которой получали четыре типа структурных состояний: мартенсит, мартенсит + РА, мартенсит + ОА, мартенсит + РА + ОА.

Оценка характеристик прочности стали Н18К9М5Т в закаленном состоянии без ОА, а также с 20 до 40% ОА показала, что независимо от содержания ОА (Гв = 1100 МПа, а = 1000 МПа. Это дает основание полагать, что прочность ОА близка к прочности несостаренного мартенсита. При старении прочность стали с О А становится ниже прочности стали с мартен ситной структурой. Начиная с температуры старения 430 °С, общее количество аустенита в стали с ОА растет за счет образования РА (рис. 1, кривая 2). Однако прочность стали при этом не падает (рис. 1, кривые 4, 6). Данное обстоятельство указывает на то, что РА обладает более высокой прочностью, чем ОА. Оценочный расчет показал, что прочность РА находится на уровне (Гв = 2000 МПа, т.е. близка к прочности состаренного мартенсита.

Наблюдения тонкой структуры стали Н18К9М5Т показали, что характер распределения и размеры выделений упрочняющих фаз в мартенсите и РА идентичны (рис. 2, а), поэтому основной причиной высокой прочности РА можно считать наследование растущими кристаллами РА частиц интерметаллидов, образующихся при старении в мартенсите.

В стали с ОА выделения практически от-сутствуют (рис. 2, б). В образцах со структурой а + РА + ОА вновь можно наблюдать микрообъемы аустенита с дисперсными выделениями (рис. 2, в).

Ударная вязкость образцов из стали Н18К9М5Т без ОА в 1,5-2 раза ниже ударной вязкости образцов с 24 % ОА (см. рис. 1, кривые 7, 8). Влияние ОА на сопротивление росту трещины, определенное по параметру /с, еще более значительно (см. рис. 1, кривые 9, 10).

Оценить влияние РА на ударную вязкость (KCU) и статическую трещиностойкость (1С) стали Н18К9М5Т можно, сравнив значения прочностных характеристик KCU и 1С для образцов без ОА, подвергнутых нагреву (старению) при 490 и 550 °С. В первом случае структура стали — мартенсит, состаренный на максимальную прочность, во втором — пере- старенный мартенсит в сочетании с 22% РА. Несмотря на разупрочнение, связанное с пе- рестариванием во втором случае, повышения KCU и 1С не происходит. Поэтому можно считать, что РА не только не повышает ударную вязкость, но даже приводит к некоторому охрупчиванию стали.

Следует отметить и различный характер температурной зависимости KCU стали с РА и ОА (рис. 3): для образцов, содержащих 22 % РА, значение KCU непрерывно возрастает во всем интервале температур испытания; для образцов с 24 % ОА температурная зависимость KCU носит экстремальный характер. Влияние аустенита на ударную вязкость стали обычно связывают либо со свойствами самого аустенита, либо с возможностью у-а-превращения в процессе деформации и разрушения. Для образцов с РА определяющими являются свойства самого аустенита. Для образцов с ОА понижение температур испытания от —80 до -196 °С сопровождается понижением KCU за счет мартенситного у—а-превращения (см. рис. 3).

Влияние ОА и РА на механические свойства стали Н18К9М5Т существенно различно, что определяется как различием их собственных механических характеристик, так и стабильности при деформации и разрушении. Прочность ОА близка к 1000 МПа, в то время как прочность РА после старения при 490 °С составляет 2000 МПа и близка к прочности состаренного мартенсита. Вязкость стали Н18К9М5Т с ОА существенно выше вязкости стали с РА и без аустенита, что в первую очередь обусловлено возможностью у—a-превращения в процессе разрушения.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 5, Москва 1994

Экспертиза

на главную