Оценка склонности к отпускной хрупкости теплоустойчивых сталей с помощью высокотемпературных испытаний

Abstract

Охарактеризована сущность проблемы образования трещин при отпуске. Показано, что условием зарождения таких трещин является низкая пластичность металла в период развития пластической деформации, вызванной релаксацией напряжений. В этих условиях важным охрупчивающим фактором является временно развивающееся вторичное твердение, связанное с процессом зарождения и выделения в матрице вторичных фаз. Поскольку различные по легированию стали в процессе отпуска ведут себя по-разному, в каждом конкретном случае представляет интерес оценка их возможной склонности к отпускной хрупкости. Описана методика высокотемпературных испытаний на растяжение, позволяющая оценивать пластические свойства металла в различных условиях отпуска. Склонность к отпускной хрупкости оценивали с использованием критерия величины относительного сужения ψ ≤ 25 %. Исследован характер изменения пластичности сложнолегированных теплоустойчивых сталей при различных режимах отпуска, приводящих к состоянию вторичного твердения и после стадии твердения. Показано, что в период развития твердения стали имели низкую пластичность с характерным для такого состояния межзеренным разрушением. Определены критические режимы отпуска, при которых достигается состояние высокой пластичности, на основании чего можно судить об отсутствии склонности к отпускным трещинам.

Main point of problem of crack formation in tempering is defined. It is shown that low metal ductility during plastic deformation, promoted by stress relaxation is a condition for nucleation of such cracks. Important brittleness factor under these conditions is temporarily developing secondary hardening, related with nucleation and precipitation of secondary phases in matrix. Since alloys with different level of alloying demonstrate different behavior during tempering, then evaluation of their possible tendency to temper brittleness is of interest in each specific case. A procedure is described for high-temperature tensile testing, which allows evaluating ductile properties of metal under different tempering conditions. Susceptibility to temper brittleness was evaluated using a criterion of value of relative reduction in area φ ≤ 25 %. Studied was a nature of ductility change in complexly-alloyed heat-resistant steels under different tempering modes resulting in secondary hardening condition and after hardening stage. It is shown that steels in a period of steel hardening development have low ductility with typical for such a state intergranular fracture. Determined are critical tempering modes, under which a high ductility state is achieved, based on which absence of susceptibility to tempering cracks can be predetermined.