Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 43 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 3. Пережог стали У8 после вневакуумной электронно-лучевой обработки Возможности микроскопа EVO 50 XVP позволи- ли зафиксировать на некоторых дефектах характерные микротрещины (рис. 3). Их происхождение связано с повышенной хрупкостью зернограничных дефектов и наличием механических напряжений закалочного про- исхождения. Следует особо подчеркнуть, что микро- трещины наблюдались на объектах, не подвергавшихся механическому воздействию. Таким образом, уже по- сле вневакуумной электронно-лучевой обработки в не- которых микрообъемах упрочненного слоя существуют дефекты структуры в виде трещин. С большой долей уверенности можно предполагать, что предпосыл- ки разрушения зон пережога существуют даже в тех участках, в которых видимых микронесплошностей непосредственно после облучения не было. Анализ причин охрупчивания поверхностных слоев свидетельствует о том, что снижение трещино- стойкости закаленного слоя связано не только с об- разованием высокопрочного мартенсита и наличием напряжений закалочного происхождения. На получен- ных электронно-микроскопических снимках заметны явные признаки камневидного излома (рис. 4). Раз- рушение стали по границам зерен во многих местах выявляет их характерную огранку. Гладкий характер изломов свидетельствует о том, что образование но- вых поверхностей было связано с малыми затратами внешней энергии. Следует отметить, что разрушение сопровождается образованием в некоторых местах трещин – сателлитов, направленных под некоторым углом к поверхности разрушения. Продвигаются эти трещины в глубь материала по границам бывших аустенитных зерен. Такой вид излома является одним из наименее энергоемких, т.е. наиболее опасных. При реализации механизма интеркристаллитного разруше- ния энергоемкость процесса определяется не характе- ристиками самого металла, а свойствами ослабленных границ зерен поликристалла. Рис. 4. Поверхность разрушения стали У8, упрочненной электронным лучом Полученные результаты свидетельствуют о том, что при выполнении вневакуумной электронно- лучевой обработки необходимо тщательно контроли- ровать максимальный уровень температуры, дости- гаемой в упрочненном слое. Единственным методом, позволяющим решить эту задачу, является математи- ческое моделирование процесса нагрева. Расчетные кривые нагрева и охлаждения стали У8 при вневаку- умной электронно-лучевой обработке для различных режимов представлены на рис. 5. Анализ представ- Рис.5. Кривыенагреваиохлажденияповерхности стали У8 при вневакуумной электронно-лучевой обработке с различными значениями тока электронного пучка