Перегрев (металлургия)
Перегре́в - обратимый дефект термической обработки стали, заключающийся в образовании крупного зерна и видманштеттовой структуры, а также понижением ударной вязкости. Он связан с существенным превышением точки Ас3 при нагреве на 100—150 °С[1][2]. Поверхность излома при разрушении в результате перегрева характеризуется бугорчатым грубозернистым строением (зёрна не имеют металлического блеска и выглядят как оплавленные)[3].
Особенности перегрева для разных металлов и сплавов
Во время термообработки стальной продукции возможен её перегрев. Особенно чувствительны к этому явлению углеродистые стали. Так, при гомогенизационном отжиге температура нагрева находится в диапазоне 1100—1200 °С, следствием чего является укрупнение аустенитного зерна. При рекристаллизационном отжиге, начиная с определённой температуры (около 800 °С) начинается собирательная рекристаллизация, также ведущая к чрезмерному росту зерна[4][5]. Для сталей с повышенным содержанием водорода при перегреве в результате горячей обработки давлением или термообработки возникает характерный хрупкий межзёренный излом с формированием крупного зерна[6].
Перегрев латуни нередко очень быстро может перейти в пережог, с их одновременным протеканием, причём по границам зёрен преимущественно окисляется цинк в виде белого слоя его оксидов[4].
Возможности устранения опасности перегрева
Для устранения крупного зерна, образующегося в ходе перегрева, необходимо добиваться более мелкозернистой структуры. Для слитков это достигается при дальнейшей обработке металлов давлением, а для фасонных отливок рекомендуется после гомогенизационного отжига проводить дополнительно отжиг 2-го рода[4]. В целом для измельчения зерна и устранения охрупчивания целесообразно использовать повторный нагрев до температуры на 20-30 °С ниже температуры перекристаллизации[7][8].
Легирование сталей играет заметную роль в их стойкости против перегрева. Так, хромистые (например 15Х, 20Х) и хромомарганцевые (18ХГТ, 25ХГТ, 40ХГР) стали характеризуются меньшей вязкостью и чувствительны к перегреву в большей степени, чем хромованадиевые (например 50ХФА) и хромоникелевые (18Х2Н4МА) стали. Для улучшения стойкости против перегрева в хромомарганцевые стали добавляют в качестве легирующего элемента титан, который образует труднорастворимые в аустените карбиды TiC. В результате склонность таких сталей к перегреву снижается. Похожая картина наблюдается для чувствительных к перегреву бористых сталей (например, 20ХГР или 20 ХГНР), имеющих мелкозернистую структуру. Легирование такой стали титаном также повышает её устойчивость против перегрева[3].
Примечания
Литература
- Жадан В. Т., Полухин П. И., Нестеров А. Ф., Вишкарёв А. Ф., Гринберг Б. Г. Материаловедение и технология материалов. — М.: Металлургия, 1994. — 624 с.
- Потехин Б. А. Металловедение. — Екатеринбург : 2019. — УЛГТУ. — 88 с.
- Короткова Л. П., Лащинина С. В., Рыжикова А. В. Выбор и термическая обработка конструкционных сталей для производства деталей гидроцилиндров крепей. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2014. № 2 (102). С. 47-49.
- Цуканов В. В., Зиза А. И. Совершенствование режимов термообработки стали марок 35ХНЗМФА и 38ХН3МФА с целью повышения сопротивляемости хрупкому разрушению. I. Исследование превращения остаточного аустенита. Вопросы материаловедения. 2015. № 2 (82). С. 9-16.
- Рябичева Л. А., Великоцкий Р. Е. Влияние термической обработки на формирование микроструктуры и ударную вязкость стали D32. Металлообработка. 2019. № 3 (111). С. 32-39.
|
Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ». Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ». |