Влияние ТМО (при прокатке и волочении) на структурные превращения и жаропрочность
Прутки промышленной плавки (d — 22 мм) разрезали на заготовки (длиной 300—350 мм), которые затем закаливали в воде с 1200° С (выдержка в течение часа). Заготовки обтачивали на диаметр 19 ± 0,05 мм (для волочения) и строгали на размер 13X14 мм (для прокатки). Степень обжатия (по логарифмической формуле) составляла 25, 50 и 75%. Затем проводили старение по различным режимам.
Для измерения электрического сопротивления при непрерывном нагреве и одновременном действии нагрузки было смонтировано специальное устройство с использованием машины типа ЯБ-1 для испытания на длительную прочность; измерение электросопротивления и в данном случае было проведено компенсационным методом. Напряжение, приложенное к образцу, выбирали равным до 10 кПмм2, т. е. было ниже того значения, которое может вызвать заметную пластическую деформацию.
Испытание на циклическую длительную прочность проводили на машине И. А. Ярова. Периодический нагрев и охлаждение испытуемого образца в этой машине регулируется с помощью реле, которое, кроме того, обеспечивает выдержку испытуемого образца при заданной температуре нагрева в течение необходимого промежутка времени.
Режим испытания был выбран следующий: время цикла (выдержки при максимальной температуре) 60 мин; минимальная температура 100° С; температура испытаний (максимальная температура) 600, 700 и 800° С при соответствующем напряжении 30, 15 и 12 кГ/мм2.
Результаты влияния наклепа после закалки на изменение твердости и тонкой структуры представлены в табл.9.
ТАБЛИЦА 9. ИЗМЕНЕНИЕ ТВЕРДОСТИ И ЭЛЕМЕНТОВ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ СТАЛИ ЭИ395 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОСЛЕ ЗАКАЛКИ
Вид деформации после закалки | λ, % | HV | D, Å | Δa/a103 рад |
Прокатка …. | 25 | 310 | 800 | 1,3 |
50 | 345 | 550 | 1,75 | |
75 | 390 | 450 | 1,10 | |
Волочение …. | 25 | 360 | 550 | 0,86 |
50 | 360 | 550 | 0.86 | |
75 | 410 | 300 | 0,75 |
Величина неоднородных микронапряжений уменьшается при больших степенях обжатия аналогично тому, что было отмечено при исследовании ТМО стали 4Х14Н14В2М. Как уже было сказано, такого рода изменения неоднородных микронапряжений, вероятно, связаны с перераспределением дислокаций при больших степенях обжатия, которое в данном случае осложняется процессом образования упрочняющих фаз при наклепе. Поэтому и наблюдаемое измельчение мозаичной структуры связано не только с влиянием холодной деформации, но и с распадом твердого раствора.
Следует отметить, что образцы с одной и той же степенью обжатия, в зависимости от схемы деформации обладают несколько различными значениями твердости. Наблюдается соответствие между размерами областей когерентного рассеяния и значениями твердости наклепанных образцов.
Изучение микроструктуры образцов под световым микроскопом после закалки и наклепа обнаруживает структурные изменения, связанные с распадом твердого раствора при наклепе, в том числе и присутствие частиц упрочняющей фазы.
Линии скольжения в деформированных образцах распределяются по-разному в зависимости от степени, а также от схемы деформации.
Значения электрического сопротивления стали ЭИ395 после различных видов и степеней обжатия приведены в табл. 10. Уменьшение электросопротивления свидетельствует о распаде твердого раствора в результате пластической деформации; развитие этого процесса перекрывает влияние наклепа на искажение решетки, определяющее повышение электросопротивления.
ТАБЛИЦА 10. ИЗМЕНЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ СТАЛИ ЭИ395 ПОСЛЕ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Обработка | λ, % | ρ, мк*ом/см | Обработка | λ, % | ρ, мк*ом/см |
Закалка с 1200° С | — | 99,00 | Закалка и прокатка | 25 50 75 | 98,50 97,60 97,00 |
Закалка и волочение | 25 50 75 | 98,60 98,00 96,50 |