Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

Materials Science in Machine Building I International Scientific and Practical Conference « Actual Problems in Machine Building » ________________________________________________________________ 400 3. Локальные дальнодействующие напряжения, оцененные электронно- микроскопическим методом, в состоянии II велики и соизмеримы с пределом текучести материала. 4. В обоих состояниях наблюдаются дисперсные карбиды и включения сульфидного типа. В образце стали из растрескавшейся поковки (состояние II) сульфиды располагаются в теле ферритных зерен и по межфазным границам, тогда как в материале из кондиционной поковки (состояние I) – только внутри зерен. Их содержание в состоянии II значительно выше чем в состоянии I. 5. При одинаковых типах дислокационных субструктур (клубково-сетчатая и сетчатая) уровень дефектности в состоянии II заметно выше, чем в состоянии I. Скалярная плотность дислокаций в ферритных зернах и в ферритных прослойках бракованной поковки составляет 2,6·10 10 см -2 и 3·10 10 см -2 , соответственно, что в 1,1…1,7 раз больше чем в кондиционном металле. Указанные результаты электронной микроскопии позволяют утверждать, что дефектная субструктура и фазовый состав стали в состоянии II являются неблагоприятными. Если обобщить результаты механических испытаний, оптической металлографии [1] и электронной микроскопии, то можно придти к однозначному выводу – причиной формирования неблагоприятного структурно-фазового состояния поковок из стали St52,3N является неполное соответствие химического состава марочным требованиям. В материале оказалось повышенное содержание углерода и, по-видимому, серы. Первый фактор подтвержден как результатами оптической металлографии, так и электронной микроскопии. Второй фактор установлен только в результате дифракционных электронно-микроскопических исследований. Следствием первого фактора явилось снижение температуры критической точки А 3 , которое может достигать 30…70 °С. Например, согласно [6, 7] при концентрации углерода ~ 0,2 мас. % и в отсутствии других легирующих A 3 = 860 °С, а при содержании углерода ~ 0,3 мас. % A 3 = 830 °С. В результате при использовании штатной технологии сталь оказывается перегретой при нагреве под окончательную термическую обработку. Кроме того, изменяется устойчивость переохлажденного аустенита. При одинаковой скорости охлаждения в стали с повышенным содержанием углерода всегда образуются более неравновесные структуры, с высоким уровнем дефектности и остаточных дальнодействующих напряжений. Аустенит в такой стали обладает повышенной прочностью, поэтому необходимы более высокие степени обжатия при горячей обработке давлением. В противном случае образуется большое количество пор. Относительно высокие температуры горячей обработки давлением и финишной термической обработки приводят к интенсивному выходу горофильных примесей (в первую очередь серы) на межфазные и межзёренные границы. В результате появляются выделения вторичных фаз в виде тонких прослоек. Таким образом, установлено, что сталь St52,3N из растрескавшейся заготовки имеет неоптимальное структурно-фазовое состояние, которое