Файл: Завьялов, А. С. Влияние основных факторов на температуру разупрочнения и рекристаллизации сплавов железа.pdf

рованы по формуле (1) на 50%• В табл. 6 приведены результаты определения температуры рекристаллизации после различной про­ должительности рекристаллизационного отжига.

Таблица 6

Из табл. 6 видно, что при увеличении продолжительности от­ жига снижается влияние величины зерна на температуру рекри­ сталлизации и совсем исчезает при продолжительности, равной 100 час. При сравнении данных табл. 5 (наклеп на 100%) и табл. 6 (наклеп на 50%) видно, что и влияние степени наклепа при увели­ чении продолжительности отжига также ослабевает. Все это под­ черкивает роль продолжительности нагрева и следовательно осо­ бенно тщательно должно учитываться для изделий из жаропроч­ ных и теплоустойчивых сталей.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Сталь марки 1Х14Н25 подвергалась деформации прокаткой по

.формуле (1) на 50% при температурах 20° и 670°. После последую­ щего отжига в течение 10 час. температура рекристаллизации ока­ залась равной соответственно 800° и 840°. Повышение температу­ ры рекристаллизации при повышении температуры деформации обусловлено снижением количества энергии, аккумулированной сплавом при деформации и большим развитием процесса возврата.

ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАЦИИ ЖЕЛЕЗА

Считается, что при всех прочих равных условиях температура рекристаллизации гамма-фазы лежит значительно выше темпера­ туры рекристаллизации альфа-фазы. Так, например, в книге 3. Гудремона «Специальные стали» [4] на рис. 486 показано, что темпера­ тура рекристаллизации а и у — железа различаются примерно на

150°.

В данной работе тщательно изучено влияние на температуру рекристаллизации перехода от альфа-фазы к гамма-фазе в спла­ вах, легированных никелем, так как повышают температуру рекри­ сталлизации только первые 1 —1,5% никеля; последующее повыше­ ние содержания никеля уже не вызывает дополнительного повыше­ ния температуры рекристаллизации (табл. 7).

15

Из таблицы видно, что переход от перлитных к аустенитным сталям вызывает повышение температуры рекристаллизации всего лишь на 15—25°. Вероятно точка зрения о резком повышении тем­ пературы рекристаллизации при переходе от альфа-фазы к гаммафазе сформировалась из-за сопоставления относительно низкохро­ мистой перлитной стали и высокохромистой аустенитной. Различие

втемпературе рекристаллизации этих сталей является весьма боль­ шим, но это различие обусловлено не различием фаз, а различием

всодержании хрома, который, как это видно на рис. 1, оказывает сильное влияние на температуру рекристаллизации, в сторону по­ вышения ее. Температура рекристаллизации Fey выше, чем Fea

вследствие меньшей скорости самодиффузии в F у.

ОВЛИЯНИИ НЕОДНОРОДНОСТИ СОСТАВА

ИНЕРАВНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИИ

Химический состав слитка любой стали является неоднородным по сечению и высоте. Горячая и холодная пластическая деформа­ ция при ковке, прокатке и т. п. в центральных и поверхностных зо­ нах изделия протекают с различной интенсивностью. Это различие усугубляется неоднородностью химического состава, так как при всех равных условиях сильнее деформируются зоны металла с наи­ меньшим содержанием углерода и легирующих элементов. Вслед­ ствие этого как температура рекристаллизации, так и скорость про­ текания процесса .рекристаллизации в различных зонах изделия оказываются различными.

Изучение данного явления показало, что это различие настоль­ ко существенно, что ему необходимо уделять серьезное внимание.

16

Например, в стали 1Х14Н24 после наклепа на 100% по формуле

(1) отжиг в течение 10 час. вызывает заметное протекание процес­ са рекристаллизации при 760°. На рис. 2 приведена микроструктура этой стали после отжига в течение 10 час. при 800°. На этом рисун­ ке видно, что даже в таком ограниченном объеме, который отобра­

обработки и есть зоны, в которых процесс рекристаллизации даже не начался и это, снова подчеркиваем, при отжиге в течение 10 час. Данное обстоятельство должно учитываться при разработке режи­ мов рекристаллизационного отжига и при установлении рабочих температур жаропрочных сплавов. В случае неравномерного на­ клепа металла какой-либо конструкции при последующем отжиге выше температуры рекристаллизации в нем возникают зерна, силь­ но различающиеся своими размерами, что снижает качество этого металла как жаропрочного материала. В таких случаях иногда це­ лесообразнее применить длительный дорекристаллизационный от­ жиг при температурах немного ниже температуры рекристаллиза­ ции, который может быть достаточным, чтобы снизить до необходи­ мого уровня внутренние напряжения и значительно повысить тем­ пературу рекристаллизации. Например, температура рекристалли­ зации стали марки 1Х14Н24 (сплав № 6 в табл. 3) при отжиге в те­ чение 10 час. 760°, а после предварительного дорекристаллизационного отжига в течение 20 час. при 670° оказалась, равной 800°.

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В СТАЛИ

НА ТЕМПЕРАТУРУ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Примеси и прежде всего углерод сильно влияют на температу­ ру рекристаллизации железа и других металлов. Например, счи­ тается, что температур.а рекристаллизации чистого железа близка к 450°, а в работе [3], посвященной влиянию режима отжига на рас­ положение дислокаций (субструктуру) и рекристаллизацию в же­ лезе высокой чистоты, установлено, что в этом железе рекристаллизованные зерна появляются примерно при 200°; образуются они пу­ тем роста или коалесценции субзерен.

Внастоящей работе было тщательно изучено влияние углерода

вжелезоуглеродистых сплавах во всем диапазоне его концентра­ ций, относящихся к области стальных сплавов, на температуру ре­ кристаллизации. Содержание других элементов (кремния, марган­ ца, серы, фосфора) во всех этих железоуглеродистых сплавах было примерно одинаковым, причем сумма их составляла около 0,7%.

Указанные сплавы железа подвергались различному по вели­ чине наклепу. Перед наклепом эти сплавы были закалены и затем отпущены при 600° в течение 4 час. Следовательно, почти весь угле­ род в этих сплавах содержался в карбидах железа. Микроанализ показал, что несмотря на указанную температуру отпуска карбид­

18