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

было показано, что эффективность ЭШП сказывается более замет­ но для сталей, подвергнутых после закалки отпуску при более низкой температуре. Благоприятное влияние ЭШП на выносли­ вость можно объяснить повышением чистоты стали по неметалли­ ческим включениям и уменьшением анизотропии механических характеристик. Закаленная сталь 15Х16Н2М ЭШП после отпуска при температуре 570° С в течение трех часов состоит из отпущен­

щенной при сравнительно низкой температуре) объясняется меньшей чувствительностью стали к структурной неоднородности и концен­ трации напряжений . Повышение температуры отпуска до 660° С не­ сколько стабилизирует структуру стали и проявление структурной неоднородности слабее, а эффективность ЭШП ниже. С повышением температуры отпуска углеродистых и низколегированных сталей выше 400° С наблюдается снижение их усталостной прочности в воздухе. Однако для высоколегированных сталей, особенно для стали 1 Х 1 2 Н 2 М В Ф Б А , начало такого снижения сдвигается в об­ ласть более высоких температур отпуска за счет большей стабиль­ ности упрочняющих фаз. Электрошлаковый переплав для стали 15X16Н2М способствует повышению условного предела коррозион­ ной выносливости, причем при более низком отпуске закаленной

90

стали (570° С) эффективность ЭШП так же оказывается более за­ метной, чем для сталей, отпущенных при повышенной температуре (660° С). Повышение условного предела коррозионной усталости стали вследствие рафинирования объясняется уменьшением элект­ рохимической гетерогенности поверхности, т. е. ухудшением ус­ ловий для образования эффективных коррозионных элементов с участием неметаллических включений. Разность в условных пре­ делах коррозионной усталости электрошлаковой стали и стали открытой выплавки более ярко выражена для стали с 16%-ньш содержанием хрома, чем с 12%-ным. Таким образом, степень ле­ гирования электрошлаковой стали заметно влияет на повышение коррозионно-усталостной прочности; дл я высоколегированных сталей 1Х12Н2ВМФ, 1 Х 1 2 Н 2 М В Ф Б А и 15Х16Н2М открытой вы­ плавки содержание легирующих элементов не оказывает суще­ ственного влияния на изменение их коррозионно-усталостной прочности.

На основании имеющихся немногочисленных данных можно заключить, что рафинирование сталей с помощью различных ви­ дов переплавов заметно влияет на усталостную прочность в воздухе и слабо агрессивной среде (влажный воздух) с увеличением агрес­ сивности среды, а также с увеличением времени воздействия сре­ ды, т. е. когда превалирующим является электрохимический фак­ тор, эффективность рафинирования с помощью переплава суще­ ственно уменьшается.

В последнее время значительное внимание уделяется улучше­ нию физико-механических свойств углеродистых и низколегиро­ ванных сталей с помощью усовершенствования методов конечного

уменьшает в стали содержание кислорода, серы, фосфора, а также неметаллических включений (оксидов, сульфидов, оксисульфидов), что оказывает положительное влияние на повышение прочности, ударной вязкости, понижение порога хладоломкости и т. д. При ­ менение для конечного раскисления литой стали 35 алюминия, силикокальция и ферроцерия значительно улучшает свойства этой

свойствам сталь комплексно раскисленная приближается к ка­ танной стали 35 [176].

Испытания на усталость образцов из стали 20 с диаметром рабочей части 10 мм в воздухе, дистиллированной и водопровод­ ной воде показали [113], что минимальным условным пределом выносливости в указанных средах обладала сталь основной вы­ плавки. Стали кислой выплавки, а также дугового вакуумного переплава (ДВП) имеют предел усталости выше в воздухе на 10— 12%, а в коррозионных средах на 5—17%, т. е. на 2—2,5 кГ/мм2. Сравнительно небольшое влияние чистотысталей на выносливость

91

в данном случае объясняется большей величиной зерна, что долж­ но якобы уменьшить роль неметаллических включений как кон­ центраторов напряжений . Кроме того, усталостное разрушение носит транскристаллитный характер, а неметаллические включе­ ния располагаются, как правило, по границам зерен. Некоторый эффект влияния способа выплавки сохраняется и при повышенных

роды включения [51], необходимо при оценке эффективности того или иного метода рафинирования учитывать не только количест­ венную сторону, но и качественную — свойства, природу и гео­ метрию включений, их расположение и размеры.

2.Термическая

итермомеханическая обработка

но-усталостной прочности обладают образцы, закаленные и отпу­ щенные при 300—350° С. К а к увеличение, так и уменьшение тем­ пературы отпуска приводит к снижению выносливости сталей 45 и 40Х, т. е. максимальный условный предел коррозионной вынос­ ливости в воде и 3%-ном растворе NaCl имеют образцы с трооститной и троосто-мартенситной структурой, обеспечивающей также наибольшую выносливость стали в воздухе. Такую закономерность, очевидно, можно объяснить сравнительно малой базой испытания (2 X Ю 7 циклов). С увеличением базы испытания, а также агрес­ сивности среды различие в условных пределах коррозионно-уста­ лостной прочности, например, для сталей с трооститной и перлитферритной структурой, уменьшается.

Повышение температуры отпуска выше 400° С д л я всех сталей приводит к понижению предела усталости (рис. 44). Однако д л я исследуемых нержавеющих сталей интенсивное снижение предела усталости сдвигается в область более высоких температур отпуска,

92

закалки т. в. ч. на усталостную и коррозионно-усталостную проч­ ность образцов из стали 45 в воде, 3%-ном растворе NaCl, серово­ дородной воде и воздухе. Результаты исследования показали, что поверхностная закалка приводит к повышению предела вы­

агрессивности коррозионной среды. С учетом того что поверхност­ ная закалка т. в. ч. не оказывает существенного в л и я н и я на изменение коррозионной стойкости образцов в ненапряженном состоянии, основной причиной повышения коррозионной выносли­ вости образцов, подвергнутых закалке т. в. ч., считают [67 | оста­ точные сжимающие напряжения .

93