Закалената крехкост, като често срещано явление по време на термичната обработка на метала, оказва значително влияние върху механичните свойства на материалите, особено ударната якост. Тази статия ще започне от основната концепция за крехкост при закаляване, ще обсъди подробно причините за нейното образуване и ще предложи съответните методи за превенция.
1. Основна концепция за крехкост при отпускане
Закалената крехкост, както подсказва името, се отнася до явлението крехкост, което възниква, когато металът се темперира след закаляване. В зависимост от температурния диапазон на темпериране, който предизвиква крехкост, крехкостта при темпериране може да бъде разделена на крехкост при ниска температура и крехкост при висока температура. Крехкостта при ниска температура, известна още като първия тип крехкост при темпериране, се проявява главно в температурния диапазон от 250 до 400 градуса; докато крехкостта при висока температура, известна още като втори тип крехкост при темпериране, се проявява главно в температурния диапазон от 450 до 650 градуса.
2. Причини за крехкост на темперамента
а. Крехкост при ниска температура при отпускане (отпускна крехкост тип 1)
Причините за образуването на крехкост при ниска температура са относително сложни. В момента има основно следните теории:
• Теория на трансформацията на задържания аустенит: Смята се, че крехкостта при ниска температура се причинява, когато задържаният аустенит се трансформира в темпериран мартензит или бейнит по време на процеса на темпериране.
• Теория за утаяване на карбиди: Смята се, че крехкостта при ниска температура се дължи на утаяването на люспести карбиди от мартензита. Тези карбиди се утаяват по повърхността на мартензитните ленти или листове, намалявайки якостта на счупване на границите на зърната и ги превръщат в пукнатини. Разширен път.
• Теория за отделяне на примеси: Смята се, че крехкостта при ниска температура при отпускане се дължи на отделянето на елементи на примеси в стоманата като фосфор, сяра, арсен, калай, антимон и др. в границите на първоначалните аустенитни зърна, което води до отслабване на границите на зърната.
b. Крехкост при висока температура (втори тип крехкост при темпериране)
Причината за крехкостта при висока температура е сравнително ясна, главно поради отделянето на следи от примесни елементи (като фосфор, калай, антимон, арсен и др.) или легиращи елементи в стоманата до оригиналните граници на аустенитните зърна по време на темпериране процес. Разделянето на тези елементи по границите на зърната намалява якостта на счупване на границите на зърната, което води до крехко счупване. В допълнение, легиращи елементи като никел, хром, манган и т.н. също ще насърчат отделянето на примесни елементи, допълнително влошавайки явлението крехкост.
Може да се види от Фигура 1, че по време на процеса на темпериране на 30Ni-Cr стомана, тъй като температурата на темпериране се повишава, якостта на удар достига минимални стойности при 300 градуса и 550 градуса. Първият тип температурна крехкост се появява близо до 300 градуса. След възникване на този тип крехкост при темпериране, темперирайте го при температура, по-голяма или равна на 300 градуса, за да избегнете температурния диапазон на крехкост и да възстановите неговата издръжливост; ако отново е в диапазона от 250~400 градуса. Вътрешното темпериране няма да намали якостта на материала, така че може да се види, че първият тип крехкост при темпериране е необратим. Както може да се види от Фигура 1, вторият тип крехкост при температура се появява близо до 500 градуса; след темпериране при температура, по-голяма или равна на 650 градуса, бавното охлаждане и оставането при 500~650 градуса за дълго време също ще доведе до крехкост, докато бързото охлаждане няма да настъпи крехкост, както е показано на фигура 1. След крехкостта на материалът, който произвежда втория тип крехкост при отпускане, се елиминира, ако се нагрее отново до температурния диапазон на крехкост или ако бавно се охлади в диапазона на крехкост за дълго време крехкостта ще се появи отново. Може да се види, че вторият тип крехкост при отпускане е обратим.
3. Методи за предотвратяване на закалената крехкост
а. Методи за предотвратяване на крехкост при ниска температура
• Намалете съдържанието на примесни елементи в стоманата: Намаляването на съдържанието на фосфор, сяра, арсен, калай, антимон и други примесни елементи в стоманата чрез рафиниране и други процеси може фундаментално да намали риска от крехкост при ниски температури.
• Добавянето на елементи, които рафинират аустенитните зърна: като ниобий (Nb), ванадий (V), титан (Ti) и т.н., може да рафинира аустенитните зърна и да увеличи граничната площ на зърното, като по този начин намалява примесните елементи на единица площ Размерът на сегрегацията .
• Регулиране на процеса на темпериране: Използването на изотермично охлаждане вместо процес на охлаждане и високотемпературно темпериране може ефективно да избегне появата на крехкост при ниска температура.
• Легиране: Добавянето на подходящи количества молибден (Mo), волфрам (W) и други легиращи елементи може да намали крехкостта при ниска температура. В същото време елементи като силиций (Si) и хром (Cr) също могат да регулират температурния диапазон, където се получава крехкост при ниска температура, за да се избегне необходимата температура на темпериране.