Файл: Похмурский, В. И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы ее повышения.pdf

словливает коррозионно-усталостное разрушение как углероди­ стых и низколегированных,. так и нержавеющих сталей. Корро - зионно-усталостному разрушению в указанных условиях подвер­ гаются также такие коррозионно-стойкие материалы, как титано­

различных методов рафинирования относительное снижение вы­ носливости во влажном воздухе значительно больше, чем, напри ­

жает предел выносливости низколегированных углеродистых ста­ лей, находящихся в закаленном состоянии, и значительно умень­ шает эффект рафинирования сталей, хотя различие в условных пределах выносливости в зависимости от чистоты сталей по со­ держанию газов и неметаллических включений составляет всего около 8 кГ'/мм2. С увеличением агрессивности коррозионной среды

сталей Х17Н2 и Х17Н5МЗ, термически обработанных по оптималь­ ным режимам, влажный воздух также обусловливает коррозионноусталостное разрушение, хотя снижение выносливости значитель­ но меньше, чем в 3%-ном растворе NaCl, что объясняется низкой агрессивностью влажного воздуха но отношению к этим сталям.

Нами исследовано также влияние режимов термической об­ работки на коррозионно-усталостную прочность во влажном воз­

51

20—25%. Эффективность ЭШП стали 1 Х 1 2 Н 2 М В Ф Б А при испы­

гх—

носливости и характеризуют только ограниченную выносливость сталей. Н а р я д у с этим, кривые усталости в обычно применяемом интервале 1 X 10* — 1 х Ю 7 циклов нагружения не претерпевают перелома, характерного д л я испытаний сталей в жидкой коррозион­ ной среде. Б о л ь ш а я пологость кривых усталости обусловливает ши­ рокий диапазон изменения долговечности деталей при незначитель­ ном изменении величины циклических нагрузок. Повышение тем-

52

стали 2X13, обладающей в воздухе меньшим пределом усталости. Аналогичное снижение выносливости под действием влажного воздуха наблюдается при исследовании сталей 1 Х 1 2 Н 2 М В Ф Б А и 15Х16Н2М.

Обобщая полученные данные, можно заключить, что выносли­ вость сталей во влажном воздухе имеет коррозионпо-усталостную природу . Величина снижения выносливости определяется относи­ тельной агрессивностью влажного воздуха, структурным состоя­

и периодического смачивания коррозионной средой нагретых об­ разцов на коррозионпо-усталостную прочность нержавеющих и углеродистых сталей.

Мартенситные нержавеющие стали обладают хорошими упру­ гими свойствами и высокой прочностью при повышенных темпера­ турах . Однако свойства их могут меняться при повышенных температурах вследствие применения различной термической обра­ ботки. Учитывая, что данных о механической прочности при по­ вышенных температурах для этого класса сталей мало, нами было исследовано влияние термической обработки на усталостную проч­ ность при повышенных температурах некоторых нержавеющих мартенситных сталей. Результаты испытаний показали (рис. 25),

объясняется интенсификацией диффузионных процессов, обусловлеын й повышением температуры и механической активацией, ко­ торая приводит к более заметному разупрочнению стали. Перио­ дическое смачивание водой образцов, нагретых до 400° С, вызывает

ниже температура отпуска стали. При температуре отпуска 600° С в стали образуются упрочняющие фазы, по-видимому, оптимальной степени дисперсности, обусловливающие высокую циклическую прочность стали при комнатной температуре. С повышением

53

температуры испытания до 400° С выносливость стали уменьшается за счет коагуляции упрочняющих фаз до размеров, которые не могут оказывать должного сопротивления движению дислокаций. По имеющимся данным 116], при повышенных температурах ис­

определения коррозионной выносливости этих сталей при повышен­

валась вода. В случае периодического смачивания водой нагретых до 200° С образцов из стали 1Х12Н2МВФБА коррозионная среда более чем на 20% снижает их условный предел усталости (см. рис. 25). Дополнительное снижение предела усталости при смачивании нагретых образцов объясняется образованием в по­ верхностных слоях высоких напряжений, вызывающих образо­ вание трещин во всей периферийной области образца и разрушение при низких напряжениях (рис. 26). При температуре испытания

до 50 и 44 кГ'/мм2. Смачивание образцов, нагретых до 400° С, обу­ словило дополнительное снижение условного предела усталости

ных температурах в воздухе и с периодическим смачиванием во­

смачиванием водой образцы имеют хрупкий многолопастный излом в периферийной части в отличие от изломов образцов, полученных при высокотемпературном (400° С) испытании в воздухе.

Зона зарождения трещины в воздухе представляет собой ти­ пичную картину усталостного разрушения . Н а отдельных фасет­ ках просматриваются специфические для усталости металла бо­

ные низкой скоростью распространения трещины. В зоне распро­ странения трещины четко видны нарушения регулярности уста­ лостных бороздок (увеличение шага между ними), что свидетель­ ствует об ускорении развития трещин. На поверхности излома образцов, испытанных при температуре 400° С с периодическим смачиванием водой, вообще отсутствуют усталостные бороздки.

54