Для углеродистых сталей

ударная вязкость,кДж/мг

2000 -

1000. -

-200 -100 0 Т,^оС

Для сталей аустенитного класса

ударная вязкость, кДж/мг

2000 –

1000 –

-200 -100 0 Т,^оС

Разрушение металла зависит от внутренних и внешних факторов.

Внутренние факторы:

• тип кристаллической решетки;

• химический состав сплава;

• металлургические условия получения металла; \

• вид термообработки. / влияют на зерно

Хладноломкие материалы:

1.Металлы с кристаллической решеткой типа ОЦК ( объемноцентрированного куба) – стали на основе -железа, вольфрам, хром, молибден ;

2.Некоторые металлы с ГП решеткой ( гексалокальной плотноупокованной)-цинк, кадмий Cd, Мn.

Не склонны к хладноломкости:

1.Металлы с решеткой ГЦК ( гранецентрированного куба) –аустенитные стали на основе -железа, медь, алюминий, никель .

2.Титан, хотя имеет ГП решетку.

Размер зерна

Измельчение зерна до 10-20 мкм существенно понижает критическую температуру охрупчивания (хрупкости). Для ферритных и ферритно-перлитных сталей для уменьшения размера зерна вводят карбидообразующие элементы - Cr, V, Ti, Tn (тантал) .В аустенитной стали для стабилизации аустепита вводят повышенное содержание Ni и Mn.

Термообработка сталей существенно понижает граничную температуру надежной работы ( Т, до которой оборудование работает надежно).

Углеродистые и легированные стали подвергают двойной термообработке: закалке и отпуску. Для легированных сталей температура нагрева под закалку выше, а охлаждение ведут обычно в масле.

Материал	Без термообработки	После улучшения
Сталь углеродистая качественная	-30^оС	-60^оС
Сталь 03Х13АГ19	-130^оС	-200^оС
Алюминиевый сплав АМr1	-253^оС	-269^оС
Титановый сплав ВТ1	-196^оЧС	-253^оС

Г- азот, А –алюминий.

Внешние факторы

1. температура

2. тип концентратора напряжений

3. условия и скорость нагружения

4. характер окружающей среды

5. форма и размеры детали

По хладостойкости конструкционные металлы и сплавы можно разделить на 5 групп:

1. удовлетворительные характеристики всех механических свойств при температуре климатического холода до 220К (-50^оС). Это так называемые изделия « северного исполнения»- качественные углеродистые и низколегированные стали ферритно-перлитного и мартенситного классов с ОЦК решеткой (70-75%).

2. Удовлетворительные характеристики всех механических свойств до 170К

Стали , сохраняющие вязкость и пластичность после термического улучшения, например, малоуглеродистые ферритные стали ( С до 0,2%, легированные добавки – Ni, Cr, V, Mo).

3. Удовлетворительные характеристики всех мех. свойств до 77К .

• Стали типа ОН9А

• Большинство сплавов на основе Al, Cu, Ti , не обнаруживающих склонности к хрупкому разрушению

• Высоколегированные стали марок 10Х14Г14Н4Т,07Х13Н4АГ20,03Х13АГ19

4. Температура ниже 77К – космическая техника, потребление Н₂,Не,О₂, экспериментальная физика:

• Высоколегированные нержавеющие стали-12Х18Н10Т,ОХ25Н20,ОХ15Н25МТ2

• Некоторые бронзы

• Никелевые ,алюминиевые сплавы, легированный магний

• Некоторые сплавы титана на основе -фазы

5. Конструкционные материалы специального назначения, работающие в широком диапазоне температур при нагреве и охлаждении до криотемператур с сохранением необходимых механических, электрических свойств-ОЗХ20М16АГ6 - 4К-870К; сплав 36НХ – 4К-500К.