Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

одном и том же уровне внешних напряжений концентрация напря­ жений пропорциональна J/T (см. стр. 240) и повышается с увеличе­ нием L . Именно эта концентрация напряжений, если по каким-ли­ бо причинам затрудняется ее релаксация, вызывает разрушение цементитных пластин и особенно тех из них, которые ориентированы по нормали к напряжению растяжения. В соответствии с уравне­ ниями (121) и (122) прочность дисперсионно-упрочненной системы действительно снижается с увеличением L . Кроме того, в тонко­ пластинчатом перлите размеры отдельных пластин меньше и форма их ближе к плоскому стержню, чем к пластине. Поэтому, если в дисперсионном перлите и происходит разрушение отдельных плас­ тин-стержней, размеры возникающей при этом трещины невелики

иона явно меньше критической при напряжениях деформации.

Всильнодеформированной стали (86%) карбидная фаза имеет вид длинных тонких (100 А и менее) пластин или нитей, ориенти­ рованных вдоль оси деформации, причем массового дробления карбидных частиц не наблюдается. Эти результаты не совпадают о данными работы [526], согласно которым деформация более 80% при­ водит к интенсивному дроблению цементита. Измерение межцементитных расстояний в деформированной проволоке показало, что при волочении каждая цементитная пластина удлиняется в той же сте­ пени, что и образец в целом, т. е. с сохранением геометрического подобия на различных стадиях деформации. Эта особенность дефор­ мации карбидной фазы была учтена при изучении влияния струк­

турного фактора на температурные условия образования аустени­ та при быстром нагреве (см. гл. I). Благоприятно ориентированные частицы цементита утончаются, однако в отличие от исходной струк­ туры пластины цементита не монолитны, а состоят из многочислен­ ных фрагментов, образовавшихся в процессе деформации. Таким образом, развитие пластической деформации в цементитных пласти­ нах несомненно и, несмотря на то что характер структурных изме­ нений в цементитных пластинах полностью не установлен (увеличи­ вается плотность хаотически расщепленных дислокаций «леса» и образуются блоки или формируется ячеистая дислокационная структура или одновременно протекают оба процесса), ясно, что они существенно упрочняются.

Упрочнение ферритной составляющей носит сложный характер. Можно утверждать, что в феррите увеличивается плотность дисло­ каций «леса» и, следовательно, возрастает сопротивление движе­ нию дислокаций. С другой стороны, значительно уменьшается эф­ фективная длина плоскости скольжения в ферритных промежутках в результате уменьшения межпластиночного расстояния и появле­ ния сильно разориентированных ячеистых субструктур.

Изготовление стальной холоднотянутой проволоки при помощи СЭТО. Технология производства качественной проволоки основа­ на на чередовании двух операций: термической обработки заготов­ ки и ее холодного волочения. Основным методом термической обра­ ботки, широко применяемым в производственной практике уже в

течение длительного времени, является патентирование, главное назначение которого заключается в формировании особой структу­ ры тонкопластинчатого перлита. Практика показала, что такая структура при волочении позволяет достигать больших суммарных обжатий, необходимых для создания высоких механических свойств холоднотянутой проволоки. Технология патентирования хорошо изучена, освоена производством, благодаря чему в настоя­ щее время изготовляется проволока высокого качества для различ­ ных целей [525]. Дальнейшим совершенствованием этого хорошо зарекомендовавшего себя метода является применение его в так называемом кипящем слое [527,528], а также к специально созданным маркам легированных сталей. Однако патентирование имеет и суще­ ственные недостатки, которые не позволяют применять его к сталям с низким содержанием углерода (обычно ниже 0,4—0,5%) либо с большой устойчивостью переохлажденного аустенита, что значи­ тельно сужает возможности изготовления канатов и другой прово­ лочной продукции из сталей различных марок. Определенные огра­ ничения существуют также для диаметров патентируемой заготовки

Новый метод основан на применении электроконтактного бы­ строго нагрева проволоки. Поэтому он и получил название скорост­ ной термообработки [165]. Применение электрического тока для на­ грева не обязательно, важно лишь, чтобы скорость нагрева при обработке заготовки была достаточно высокой, а такой скорости технологически легче всего достичь при помощи электрического то­ ка. От патентирования этот способ подготовки структуры отличает­ ся тем, что структура тонкопластинчатого перлита получается не в процессе распада аустенита при его охлаждении, а, наоборот, при нагреве закаленной мартенситной структуры до температур ее пол­ ного распада. Это как бы обратный патентированию процесс, по­ скольку нагрев осуществляется примерно в ту же область темпера­ тур, при которой проводится патентирование (500—600° С). Однако особенность его заключается в том, что нагрев при отпуске закален­ ной стали — электроотпуск производится с достаточно высокой ско­ ростью, так как свойства изготовляемой проволоки оказываются тем лучшими, чем выше была скорость нагрева.

Упрочнение электроотпущенной стали объясняется известными особенностями ее структурного состояния, в частности высокой дис­ персностью карбидной фазы и увеличенными искажениями I I рода. В сочетании с повышенной плотностью дислокаций [529] такая структура дает возможность повысить прочностные свойства стали. Так, предел прочности закаленной стали 50 после скоростного от­ пуска до температуры 550° С составляет примерно 140 кГ/мм?, па-

ности, электроотпущенная сталь хорошо поддается деформированию волочением и весьма интенсивно упрочняется, что и предопределило