Дисперсионно твердеющие

Процесс превращения при дисперсионном твердении принципиально не отличается от процессов при отпуске закаленной стали; он является более общим случаем разложения пересыщенного твердого раствора.

При дисперсионном твердении предварительно закаленного сплава из однофазного твердого раствора (при наличии линии ограниченной растворимости) выделяется

Количественные расчеты эффекта упрочнения при наличии дисперсной фазы не проводились, но, согласно экспериментальным данным, предел текучести ев результате выпадения дисперсной фазы существенно повышается, при этом существует критическая степень дисперсности фазы, соответствующая максимальному упрочнению. Упрочнение сплава при дисперсионном твердении достигает максимума при расстоянии между дисперсными частицами порядка 1000 А и их размере 50— 200 А {11]. Важно при этом получить равномерное распределение дисперсной фазы в матрице, что будет способствовать более однородному развитию деформационных процессов.

и никеля в системе Fe—Ni—А1 концентрацию алюминия изменяли в пределах от 0 до 4, а никеля от 0 до 18 % (ат.). Углерод специально вводили в исследуемые сплавы для определения максимально допустимого его содержания, при котором сохраняется высокая вязкость разрушения. Углерод рассматривался также как возможный упрочни-тель при закалке и дисперсионном твердении.

сплава Fe—12Ni—5AI является дисперсионное твердение. В качестве добавки, участвующей в процессе дисперсионного твердения, была выбрана медь, которая имеет очень низкую растворимость в железе и выделяется при дисперсионном твердении в виде обогащенных медью дисперсных частиц, содержащих небольшое количество железа. Таким образом, предполагается, что медь не образует охрупчива-ющих интерметаллических соединений. Исследованы добавки меди в пределах 0,5—3 % (ат.); оптимальные прочность и вязкость разрушения достигаются при 2 % Си. Отжиг при 723 К обеспечивает наиболее высокую прочность, при этом вязкость разрушения сохраняется на заданном уровне.

ского влияния, сравнимую с величиной вязкости разрушения основного материала. Упрочнение сплава этой системы достигается тремя способами: введением добавки углерода, термомеханической обработкой и дисперсными выделениями меди при дисперсионном твердении.

Упрочнение сплава 36НХТЮ при дисперсионном твердении происходит благодаря выделению при отпуске из основного у-твердого раствора мелкодисперсной у'-фазы состава (Ni, Fe)3 (Ti, A1) с кубической гранецентрированной решеткой, когерентно связанной с решеткой твердого раствора [7]. При температуре максимального упрочнения количество этой фазы наибольшее [8].

ние внутрикристаллических напряжений в искажённой решётке а-мартенсита). В соответствии с указанным высокая коэрцитивная сила получается либо при наличии в стали напряжённой структуры мелкоигольчатого а-мартенсита, либо при наличии ультрамелкодисперсных частиц в основной массе «-железа. Таким образом, термическая обработка постоянных магнитов (соответственно классу стали) может заключаться либо в закалке на мартенсит, либо в дисперсионном твердении (старении).

Термическая обработка мехов после гофрирования заключается в нормализации для мехов из латуни и дисперсионном твердении для мехов из бериллиевой бронзы.

fe 2 раза. Кроме тбгд, введение Ё наплавленный 'Мё« талл этого типа никеля, молибдена и других элементов, как это было показано выше, будет способствовать повышению прочностных свойств при высокой пластичности за счет упрочнения вязкого мартенсита при дисперсионном твердении.

Для реализации максимального эффекта синергизма при дисперсионном твердении необходима оптимизация режимов старения.

Дисперсионно твердеющие

Конечно, цель такой термической обработки — повышение жаропрочности; аустенитные стали второй группы обладают жаропрочностью более высокой, чем гомогенные аустенитные стали, что объясняется тонким распределением второй фазы, однако это является преимуществом только при кратковременных сроках службы; при длительных сроках службы (т>100 ч) избыточная упрочняющая фаза скоагулирует, и тогда гомогенные сплавы превосходят по жаропрочности дисперсионно твердеющие.

Сравнение данных, приведенных в табл. 84 и 85, показывает, что аусте-нито-мартенситиые дисперсионно твердеющие стали обладают существенно более высокими свойствами, чем чисто аустенитные стали, и применение их предпочтительней, разумеется, если нет дополнительных требований в отношении магнитных свойств1.

Наибольшее применение получили жаропрочные дисперсионно-твердеющие аустенитные стали (рис. 13.10). В зависимости от типа упрочнения они подразделяются на две основные группы:

Жаропрочные сплавы на основе Ni подразделяются на гомогенные (нихромы и инконели) и дисперсионно-твердеющие (нимоники). Гомогенные сплавы являются сплавами Ni и Сг, или Ni, Сг и Fe с минимальным содержанием С и других элементов,

* Имеются в виду стали с пределом текучести >1240 МПа или твердостью Рок-веллу /Ур > 40, в том числе высокопрочные мартенситные н дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали.

Мартенситные нержавеющие и дисперсионно-твердеющие стали, термообработанные с целью получения предела текучести-,более 1,24 МПа, самопроизвольно растрескиваются в атмосфере, солевом тумане или при погружении в водные среды, даже если они не находятся в контакте с другими металлами [55—58]. Лопасти воздушного компрессора из мартенситной нержавеющей стали [59 ] разрушались вдоль передней кромки, 'где были велики остаточные напряжения и конденсировалась влага. Для сверхпрочных мартенситных нержавеющих сталей с 12 % Сг, которые находились в морской атмосфере под напряжением, составляющим 75 % от предела текучести, срок службы не превышал 10 дней [60]. Приведенные данные получили разнообразные объяснения, однако они убедительно доказывают, что сталь в указанных случаях разрушается в результате или водородного растрескивания, или КРН. При наличии в стали высоких напряжений, она может растрескиваться в воде без внедрения водорода, который образуется при взаимодействии воды с металлом. По-видимому, в этом случае вода непосредственно адсорбируется на поверхности и уменьшает прочность металлических связей в степени, достаточной для зарождения трещин (адсорбционное растрескивание под напряжением).

сенсибилизированные 322—324 влияние холодной деформации 302 дисперсионно-твердеющие 300 катодная защита $15, 316 классы 299—302 краткая история 295 критический потенциал питтинго-

При реализации многоэтапных технологических процессов получения и обработки заготовок и изделий дисперсионно-твердеющие алюминиевые сплавы следует рассматривать кок объекты, последовательно воспринимающие многонарпметрические внешние воздействия и относящиеся к сложным многофакторным динамическим трансформационным системам с изменяющимися во времени параметрами состояния, внешними воздействиями, степенью неравновесной структуры.

Дисперсионно-твердеющие стали марок 17Г2СФ, 15Г2ФЮ содержат примерно в два раза больше углерода, который в' сочетании с микродобавками приводит к образованию упрочняющих карбидов, нитридов, карбонитридных и др. фаз. Они имеют мелкозернистую ферритно-перлитную структуру. Недостатком их является склонность к переходу в хрупкое состояние при температуре от 10 "С до минус 20 °С.

При ионной имплантации в высокопрочные материалы (керамики, твердые и дисперсионно-твердеющие сплавы, ионно-плазменные покрытия) большое значение приобретают остаточные напряжения в поверхностных слоях. Имплантированный атом раздвигает соседние атомы, появившиеся радиационные дефекты также способствуют образованию сжимающих напряжений [80]. Остаточные сжимающие напряжения эффективно предохраняют поверхность от разрушения растягивающими напряжениями, возникающими при трении в задней области пятен фактического контакта и сопоставимыми по уровню с прочностными характеристиками материалов. Экспериментальные исследования показывают, что поля упругих напряжений, связанных с ионно-лучевой обработкой, простираются на расстояния, многократно превышающие глубину пробега внедряемых ионов, и являются одной из причин так называемого эффекта дальнодействия [78]. Это означает, что глубина слоя с повышенной износостойкостью во многих случаях значительно превышает толщину легированного слоя.