Мартенситно-стареющие стали можно разделить на стали общего и специального назначения (нержавеющие стали). Как правило, мартенситно-стареющие стали, являются высокопрочными и характеризуются высоким значением параметра Ku при одновременно высоком значении предела текучести. Вязкость разрушения мартенситно-стареющих сталей Kic при одинаковом пределе текучести значительно превышает значение этого параметра для высокопрочных дисперсионно – твердеющих сталей (рис. 109).
Составы мартенситно-стареющих сталей регламентируются обычно соответствующими техническими условиями (ТУ). В табл. 20 приведены химические составы и свойства некоторых мартенситно-стареющих сталей, применяемых в СССР.
1200
2000 2800
Рнс. 109. Зависимость вязкости разрушения К\с от предела текучести -у – превращений в^сплаве Fe+22 % Ni
|
Легирующий эле – мент [1 % (по массе)] |
Изменение температуры начала превращения, °С |
Легирующий элемент [1 % (по массе)] |
Изменение температуры начала превращения, °С |
||
|
МВ |
AU |
||||
|
Со…………………… |
+17 |
+18 |
V…………………….. |
—33 |
+28 |
|
Mo………………….. |
—22 |
+25 |
Si…………………….. |
—30 |
+14 |
|
Ti…………………… |
—39 |
+61 |
Cu. . . . . |
—14 |
|
|
AL………………….. |
0 |
+55 |
Cr……………………. |
—55 |
—17 |
|
Nb………………….. |
—55 |
+165 |
Ni……………………. |
—22 |
—22 |
13—970
193
O^ O^
Is.
K K N
I I I
SvO чО 0s 0s O^ O4
^ ^ «о ^
Ilil
^ tO ^ CNs1
I
Too OoX
I
1
I
11 11
11 Si
Bj t X 3
2: +
«a vp I^On I
О» ю ^lcN § CN < — § – CO –
I ill
§ – МО § ООО*
0 ———
S
оо —
— OtN
„ т ю и S ю
О’о’оЪ»
Iq О S
•U
TS VO
А ч о 55
А
Ч
. %
Кои+30-
МДж/м2
08
0,05—0,01
330
200
33
60
10
0,07-0,14
340
210
31
55
____
15
0,12—0,19
380
230
27
55
____
20
0,17—0,24
420
250
25
55
____
30
0,27—0,35
500
300
21
50
0,8
40
0,37—0,45
580
340
19
45
0,6
50
0,47—0,55
640
380
14
40
0,4
60
0,57—0,65
690
410
12
35
70
0,67-0,75
730
430
9
30
— ..
Приведенные гарантируемые механические свойства служат для контроля металлургического качества отдельных плавок, так как механические свойства в изделиях машиностроения будут определяться применяемой термической обработкой, ее режимами и сечением деталей. Низкоу^- леродистые стали марок 08, 08кп, 08пс относятся к мягким сталям, применяемым чаще всего в отожженном состоянии для изготовления деталей и изделий методом холодной штамповки — глубокой вытяжки (см. гл. XIII, п. 2). Стали марок 10, 15, 20 и 25 обычно используют как цементуемый – (см. гл. XV, п. 1), а высокоуглеродистые стали 60, 65, 70,. 75, 80 и 85 в основном употребляют для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделии с высокой упругостью и износостойкостью (см. гл. XVIII, п. 1). Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца ЗОГ, 40Г, 50Г применяют для изготовления самых разнообразных деталей машин. При этом в зависимости от условий работы деталей применяют различные виды термической обработки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпуском, закалку ТВЧ и др.
Ниже приведены механические свойства наиболее типичных сталей после нормализации (числитель) и закалки с отпуском (знаменатель). Для каждой стали выбрана такая температура отпуска, при которой временное сопротивление улучшенной стали равно временному сопротивлению нормализационной стали (для сталей 25 и 35 /Отп=700°С, для стали 45 650°, для стали 55 620 0C).
TOC \o «1-3» \h \z Сталь………………………………………… 25
Ов, МПа………………………. 460/460
От, МПа……………………………… 240/280
Б, %…………………………………….. 27/30
35 45 . 55
550/550 660/660 » 750/750
280/330 340/380 380/440
22/25 17/22 12/17
Приведенные данные показывают, что при одинаковом временном сопротивлении нормализованной и улучшенной стали другие свойства (предел текучести, относительное удлинение) заметно выше после закалки и высокого отпуска вследствие получения более дисперсной структуры. Закалка с отпуском обеспечивает и более высокую ударную вязкость и хладостойкость, чем нормализация.
Механические свойства каждой стали могут изменяться в широком диапазоне в зависимости от режима термической обработки, и для каждой конкретной детали, условий ее эксплуатации должен быть выбран оптимальный комплекс механических свойств и соответствующая обработка.
Достоинством углеродистых сталей является их дешевизна, доступность из-за отсутствия в составе дефицитных легирующих элементов, хорошая технологичность при термической обработке и обработке резанием, малая склонность к отпускной хрупкости и др. Однако из-за малой прокаливаемости углеродистые стали не обеспечивают необходимых требований по свойствам в деталях сечением более 10—20 мм, они также непригодны для применения в ответственных деталях любых сечений, где требуются повышенные механические свойства и целый ряд других специальных свойств.