Высокопрочные стали
Среднеуглеродистые комплексно-легированные стали, содержащие 0,45… 0,50% С, например 40ХГСНЗВА, получают такую прочность (до 2000 МПа) после закалки и отпуска при температуре 250… 300 °С. Так достигаются удовлетворительные величины пластичности и ударной вязкости. Прочность может быть повышена снижением температуры отпуска, а также применением сталей с большим содержанием углерода. Однако при этом сильно снижается пластичность стали, т. е. повышается склонность к хрупкому разрушению, следовательно, такие стали плохо сопротивляются ударным нагрузкам.
Мартенситно-стареющие стали являются безуглеродистыми высоколегированными сталями, в которых суммарное содержание легирующих элементов (никель, кобальт, молибден, алюминий) значительно превышает 10%. Углерод является примесью — его содержание не должно превышать 0,04%. Широкое применение получила сталь Н18К9М5ТЮ (18% Ni, 9% Со, 5% Мо, 0,5% Ti, 0,1% А1). После закалки от 840…860°С сталь обладает невысокой прочностью, очень пластична. В таком состоянии сталь можно подвергать обработке резанием, деформации, т.е. проводить формообразующие операции. Упрочнение достигается старением при 480…500°С в результате дисперсионного твердения за счет выделения дисперсных частиц Ni3Ti или Ni3 (Ti, Al).
Следует иметь в виду важное технологическое отличие мартенситно-стареющих сталей от традиционно используемых. Механическая обработка заготовок осуществляется не до, а после закалки, когда стали имеют самые низкие прочностные свойства. Таким образом, операция, вызывающая основные изменения размера и формы (деформация, коробление) у углеродистых и легированных сталей, — закалка — вынесена здесь в самое начало технологического процесса, до обработки резанием. Поэтому закалочные напряжения в мартенситно-стареющих сталях несущественны, к тому же их величина весьма мала, потому что из-за высокого содержания легирующих элементов они принимают закалку с охлаждением на воздухе. Кроме стали Н18К10М5ТЮ, применяются менее легированные мартенситно-стареющие стали типа Н12К8М4Г2, Н9Х12Д2ТБ и др., прочность которых несколько ниже (ав = 1600… 1800 МПа). Мартенситно-стареющие стали применяются, когда необходима и высокая прочность, и ударная вязкость, например в авиации.
Трипстали — это сравнительно новый класс сталей. Типичный состав: 0,3% С; 9% Сг; 8% Ni; 4% Mo; 2% Мп; 2% Si. Наличие никеля и марганца обеспечивает получение после закалки при температурах 1000… 1100°С аустенитной структуры, имеющей низкую прочность. Прочность стали возрастает после деформации при комнатной температуре, в результате которой происходит превращение аустенита в мартенсит (в отличие от мартенсита, получаемого при охлаждении, он называется мартенситом деформации). Трипстали обладают высокой прочностью, сохраняя высокую пластичность (ов = 1800 МПа; 8 = 20%). Отличительной особенностью этих сталей является высокое сопротивление развитию трещины: значения KYcy них выше, чем у всех высокопрочных сталей, рассмотренных выше.
14.04.2011, 2035 просмотров.
