Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Дроздовский Б.А. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
28.35 Mб
Скачать

142 Оценка чувствительности к трещинам по величине работы излома

Для приближенного определения температуры, до которой был подстужен образец, была построена кривая (рис. 74).

Наличие небольших участков феррита (рис. 75), появляю­ щихся ори подстуживании в течение 50 сек., резко снижает ударную вязкость (рис. 76).

| 800

5

600

Е иоо %

S '

S:

200 Г ----

1--------

1.- L-

оso m -ко гоо оно гео его ха

Вренв охлаждения, сек.

Рис. 74. Кривая изменения температуры образца во време­ ни при охлаждении на воздухе

Дальнейшее увеличение времени подстуживания ведет к увеличению количества феррита и к дальнейшему падению а а При увеличении времени подстуживания до 100 сек. твердость остается неизменной.

Из кривых рис. 76, б для наиболее легированной стали Б и рис. 76, в для наименее легированной стали Е видно, что с уменьшением лепированности возрастает резкость падения ударной вязкости при увеличении времени подстуживания.

Вид излома по степени волокнистости оказывается еще более чувствительным к подЬтуживанию, чем ударная вязкость.

Так, из рис. 76, а и б видно, что при переходе от закалки без подстуживания к закалке с подстуживанием в течение 40 сек. ударная вязкость несколько повышается. Вязкость же излома в этом интервале, напротив, несколько ухудшается.

Из рис. 77 видно, что подобным же образом изменяется и ра­ бота излома малых образцов.

Выберем некоторое условное время подстуживания 50 сек. Обозначим: R Co\ а но и Д"0 — твердость, ударная вязкость и ко­

нечная работа излома образцов,

закаленных

без

подстуживания;

ЯС501 ан50: ^ м 50~твердость,

ударная вязкость и

конечная работа излома образцов,

закаленных

с

подстуживанием

50 сек.;

 

 

0. и

 

 

 

Не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SU

 

* * м

 

%

Нв -WcJ

О.

л w -----0>г

L

 

ж

мин

*

 

V

л

& \

 

а*

 

т

 

6

я

Л

<

 

100.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'?

1

 

 

О 40 во

ПО 160 200 240

 

О

№0

200 240

 

40 SO ПО

!р;мя яоНапужибания. сен.

 

времяподсгпунщбатиг. ев*

 

6

Рис. 76. Изменение ударной вязкости стали в зависимости от температуры подстуживания:

а — плавка Г; б плавка Б; в плавка Е

время подстушиЬания, сен

Рис. 77. Изменение конечной работы излома А м плавки Г в зависимости от времени подстуживания

Время подстржибания, сен.

Работа излома стали различной легированности

145

— — степень закалочной хрупкости по

°50

ударной вязкости при лодстуживании 50 сек.;

Л"м° — степень закалочной хрупкости по

ЛМ50

работе излома при подстуживании

50сек.

Втабл. 18 дано сопоставление минимальных и максимальных

значений ан0 и aHso

для исследованных сталей, а в табл

19 —

д ля Л ;0

и л ; 60.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 18

Сопоставление сталей по ударной работе образцов, закаленных

без

 

 

подстуживания и при подстуживании 50 сек.

 

 

 

 

а

но,

к г м 'с м 2

 

 

а к г м 'с м 2

 

 

 

 

 

 

 

 

н50,

 

 

 

Сталь

 

 

 

 

н в

 

 

 

 

нв

 

от

ДО

среднее

 

от

ДО

среднее

 

 

Б

12,8

14,2

13,6

415

13,1

14.5

13,8

 

415

Г

11,2

11,3

11.25

461

8,6

9,5

9,1

 

461

д

8,6

10,3

9,3

474

Нет д ан н ы х

|

460

Е

8,0

8,5

8,25

474

 

5,0*

* Получено интерполяцией, подстуживание не производилось.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 19

Сопоставление сталей по работе излома образцов, закаленных без

 

подстуживания и при подстуживании 50 сек.

 

 

 

л мо' к г с м

 

 

 

Лм 50’ к г с м

 

Сталь

 

 

 

R n

 

 

 

 

 

^С о

 

 

 

С о

 

 

 

 

 

 

ОТ

ДО

среднее

 

ОТ

 

ДО

среднее

 

Б

20,90

21,89

21,5

44,5

17,8

22,22

19,45

44,5

Г

13,30

14,82

14,10

44,0

4,04

8

64

6,98

44,5

д

5,00

8,36

7,22

47,0

0,40

2 26

1,39

47,0

Е

2,74

5,28

4,16

47,5

0,20

0,60

0,44

47,5

Из

табл. 20

следует, что

определение

 

склонности

стали

к охрупчиванию при

подстуживании

по

работе

излома

значи-

10 Зак. 1780

146 Оценка чувствительности к трещинам по величине работы излома

 

 

Т а б л и ц а 20

тельно

более

чувствительно,

Сопоставление степени закалочной

чем по ударной вязкости. Так,

хрупкости по ударной работе и

для стали Б закалочная хруп­

 

по работе излома

кость по ударной вязкости при

 

Степень закалочной

подстуживании

в

течение

 

хрупкости

50 сек. вообще не улавливает­

Сталь

по ударной

по работе

ся, наблюдается

даже

некото­

 

рое повышение а„, тогда как по

 

вязкости

излома

 

 

 

работе

излома

уже

заметно

Б

0,98

1,10

снижение. Для наименее леги­

рованной стали

степень зака­

Г

1,22

2.02

лочной хрупкости по

ударной

д

5.20

Е

1,65

9,45

вязкости

равна

1,65, а по ра­

боте излома — 9,45.

5. ИЗМЕНЕНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОМА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТПУСКА ПОСЛЕ ЗАКАЛКИ

Испытание конструкционной стали средней легированности

Статическим и ударным изгибом испытывались продольные катаные образцы Менаже из стали 80ХГСА и 20ХГСНА соста­ ва, приведенного в табл. 21.

Т а б л и ц а 21

 

Условное

 

 

Содержание элементов, %

 

Сечение

Марка стали

 

 

 

 

 

 

 

катаной

обозначе­

 

 

 

 

 

 

 

заготовки

 

ние

С

Si

Мп

S

Р

Сг

Ni

для образ­

 

 

цов,

мм

ЗОХГСА

ХС

0,33

1,02

0,59

0,019

0,013

1,44

0,35

0

35

20ХГСНА ■

25

0,2 0

1,30

1,05

0,021

0,045

1,01

1,00

40X170

Сталь ХС при отпуске ниже 425° имеет кристаллический из­ лом как при ударном, так и при статическом испытаниях.

Измеряемые величины работы излома в этом интервале рав­ ны нулю (рис. 78).

Появление волокнистого излома при температуре отпуска 500° сопровождается увеличением работы излома. В дальней­ шем излом остается волокнистым, цвет его темнеет. Работа изло­ ма при повышении температуры отпуска растет. Изменение во­ локнистости излома при 500° не отражается величиной А И, кото­ рая во всем интервале отпуска 200—500° практически не ме­ няется.

«гм «гм

Температура отпуска °С

Рис. 78. Влияние температуры отпуска на конечную работу излома и полную работу деформации при статическом и ударном из­ гибе. Сталь ХС, закалка с 930°в масле

кгн

Дм к?м

Дм Д«

Температура отпуска. °с

Рис. 79. Влияние температуры отпус­ ка после закалки на конечную рабо­

ту излома А м и полную работу де­

формации

при статическом

Л 51

и

ударном

А н изгибах, сталь

25.

за­

калка с 930° в масле

 

 

Работа излома в зависимости от отпуска после закалки

149

при статическом, так и при ударном испытаниях почти сплошь кристаллические (рис. 80). При отпуске 500° изломы при удар­ ном, и особенно при статическом испытании имеют значитель­ ную волокнистость.

Таким образом, повышение температуры отпуска от 500 до 600° увеличивает работу удара и одновременно увеличивает кристалличность излома и резко уменьшает работу излома.

Рис. 81. Диаграммы статического изгиба образцов Менаже из стали 25, отпущенных после закалки при различных температурах

Природа этого второго интервала хрупкости не ясна. Воз­ можно, что здесь имеется явление, аналогичное отпускной хруп­ кости при медленном охлаждении. При исследовании стали, аналогичной стали 25, но с добавкой молибдена, выявить этот интервал хрупкости не удалось, хотя благотворное влияние мо­ либдена на отпускную хрупкость общеизвестно.

Испытание коррозионноустойчивой стали 12Х5МА

В связи с имевшими место хрупкими разрушениями сварных емкостей, подвергавшихся внутреннему давлению, для оценки работы излома листовой стали 12Х5МА, толщиной 2,5 мм были испытаны узкие образцы сечением нетто 2,5 X 5 мм.

В табл. 22 приведены составы плавок, из которых изготов­ лялись образцы. Плавка С была испытана на образцах с тре­ угольным надрезом под углом 60°, плавки А и Б — на образцах с надрезом, имеющим параллельные стороны. Глубина надреза 2 мм, а радиус основания в обоих случаях 0,5 мм. Работа излома

Гемпературо

от пуска , °С

 

Рис. 82.

Влияние

температуры от­

пуска на предел прочности

и уд­

линение

ft плоских

образцов толщи­

ной 2,5 мм.

Сталь

12Х5МА, плавка

 

А.

Закалка с 900°

 

Температура отпуска, С°

Рис. 83. Влияние температуры от­ пуска на предел прочности и удли­ нение плоских образцов толщиной 2,5 мм. Сталь 12Х5МА, плавка Б. За­ калка с 900°

Работа излома в зависимости от отпуска после закалки

151

определялась ; по схеме рис. 59. При отпуске в интервале 200—560° для плавки А (рис. 82) и 200—570° для плавки Б (рис. 83) относительное удлинение с повышением температуры отпуска растет весьма незначительно и только при более высо­ ких температурах рост становится более интенсивным.

Ударная вязкость (определенная на таких же образцах, ка­ кие испытывались при статическом изгибе), мало меняется при отпуске с температурами от 200 до 560° (рйс. 84), в то время как величина работы излома имеет отчетливый максимум при 200° и доходит до нулевых значений при отпуске в интервале

480—525°.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 22

 

Химический состав (%)

трех плавок листовой стали 12Х5МА

 

 

 

 

толщиной 2,5

мм

 

 

 

 

Номер

Условное

С

Si

Мп

S

Р

Сг

Ni

Мо

плавки

клеймо

плавки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8021

с

0,10

0,24

0,37

0,010

0,021

4,84

0,24

0,59

5489

А

0,09

0,20

0,28

0,012

0,012

5,10

0,10

0,60

6492

Б

0,15

0,40

0,28

0,019

0,015

5,18

0,13

0,53

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ