Упрочнение машиностроительной стали (часть 2)   

   Разрывные образцы (диаметром 6,25 мм), изготовленные из нормализованных и высокоотпущенных прутков серийной плавки стали 4340, подвергали нагреву под закалку на 830° С, выдержке в течение 40 мин и охлаждению в масле. Закаленные образцы отпускали при различных температурах в интервале от 200° до 650° С (выдержка 1 ч), деформировали растяжением (до 3% остаточного удлинения, а если позволяла пластичность то и до 7%) и вновь отпускали при различных температурах до 650° С в течение 1 ч. Таким образом, исследованию подвергали большое число образцов после многих вариантов первичного (после закалки) и вторичного (после деформации) отпуска. Вторичный отпуск недеформированных образцов ниже темпе­ратуры первичного отпуска практически не влияет на значения прочности. После 3%-ной деформации вторичный отпуск оказы­вает существенное влияние на   увеличение  предела прочности давал наибольший эффект в том случае, когда его температура была ниже температуры первичного отпуска. При оптимальном режиме (первичный отпуск при 200° С, промежуточная деформа­ция растяжением на 3%, вторичный отпуск при 150° С) предел текучести увеличивается от 160 до 240 кГ1мм^г, предел проч­ности — то и до 7%) и вновь отпускали при различных температурах до 650° С в течение 1 ч. Таким образом, исследованию подвергали большое число образцов после многих вариантов первичного (после закалки) и вторичного (после деформации) отпуска. Вторичный отпуск недеформированных образцов ниже темпе­ратуры первичного отпуска практически не влияет на значения прочности. После 3%-ной деформации вторичный отпуск оказы­вает существенное влияние на   увеличение  предела прочности (рис. 4). Наибольшее упроч­нение наблюдалось при тем­пературе первичного отпуска 200°  С.    Вторичный    отпуск давал наибольший эффект в том случае, когда его температура была ниже температуры первичного отпуска. При оптимальном режиме (первичный отпуск при 200° С, промежуточная деформа­ция растяжением на 3%, вторичный отпуск при 150° С) предел текучести увеличивается от 160 до 240 кГ/мм^г, предел проч­ности — от 200 до 240 кГ!мм² (σ_Т/σ_В≈1);   в то же время общее удлинение уменьшается с 7,8 до 6%, а «стабильное» (которое можно с некоторым приближением считать равномер­ным) падает от 4,5% до 0. Относительное сужение снижается от 45 до 35%, т. е. все же остается на достаточном уровне. Твер­дость после деформации мартенсита и вторичного низкого от­пуска, несмотря на существенное повышение прочности, прак­тически не меняется; ударная вязкость после этой обработки уменьшается.

   Обычные микроструктурные исследования под световым микроскопом не выявили особенностей строения, которые могли  бы  объяснить   описанное  изменение  свойств.   Исследованиями под электронным микроскопом удалось обнаружить растворение части мелкодисперсных карбидов после 3%-ной дефрмации и вторичного отпуска при 200° С — явление, аналологичное установленному Вильсоном. По-видимому, и причина этого явления та же, что предполагал Вильсон, переход углерода из карбидных частиц в скопления дислока­ции, которые, будучи «зафиксированными» сегрегациями угле­род;), одновременно становятся более «неподвижными». Это обстоятельство, наряду с одновременным изменением со­держания углерода в твердом растворе, очевидно, объясняет происходящее при обработке, предусматривающей деформацию мартенсита, резкое возрастание предела текучести и понижение пластичности. Возможно также, что найденное изменение механических свойств связано с образованием весьма тонких Карбидных частиц в местах скопления дислокаций, а также с пе­рераспределением углерода и (или) карбидов относительно дислокационных построений (как это обычно имеет место»при деформационной  старении).