Вопросы для самоконтроля

1. В каких случаях используются дисперсиооно-твердеющие стали?

2. Что такое дисперсионное твердение и как оно создается?

3. Каковы принципы легирования дисперсионно-твердеющих сталей и роль каждого легирующего элемента, вводимого в сталь?

4. Какой термообработке подвергаются дисперсионно-твердеющие стали?

5. Каковы механизмы упрочнения дисперсионно-твердеющих сталей?

6. Каковы преимущества и недостатки дисперсионно-твердеющих сталей?

Литература

1. Гольдштейн М.И.Специальные стали /М.И. Гольдштейн, С.В.Грачев, Ю.Г.Векслер. –М.: МИСИС. – 1999. – 408 с.

2. Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей /Ф.Б. Пикеринг. – М.: Металлургия. – 1982. – 184 с.

3.3.3 Мартенситностареющие стали

Разработанные в начале 60-х годов мартенситностареющие стали получили в настоящее время достаточно широкое распространение вследствие удачного сочетания высоких прочностных и пластических свойств, хорошей тепло- и хладостойкости, достаточного сопротивления хрупкому разрушению, размерной стабильности при термической обработке. Основные требования, предъявляемые к конструкционным материалам – высокие прочность, надежность, долговечность и технологичность. Мартенситностареющие стали по этим свойствам превосходят другие конструкционные материалы, однако стоимость их выше.

Под мартенситностареющими сталями обычно понимают высоколегированные почти безуглеродистые сплавы (С ≤ 0,03 %), упрочнение которых происходит за счет образования при закалке в результате сдвигового γ→превращения низкоуглеродистого реечного мартенсита, пересыщенного элементами замещения, и последующего его распада при старении с образованием сегрегаций легирующих элементов и выделением дисперсных, обладающих высокой прочностью интерметаллидных фаз типаNiTi,NiAl,Ni₃Ti,Ni₃Al,Fe₂Moи др.

В настоящее время разработан весьма широкий ряд мартенситностареющих сталей не только на основе системы Fe-Ni, но и на основе тройных систем (Fe-Ni-Co,Fe-Ni-Cr,Fe-Cr-Co), дополнительно легированныхMo, Co, Ti, Al и др.

Классификация мартенситностареющих сталей

По назначениюмартенситностареющие стали можно разделить на сталиобщего назначения и специального назначения (нержавеющие, теплостойкие).

По уровню прочностиразличают сталиумеренной прочности(_в = 1000–2000 МПа),высокопрочные(_в= 2000–3500 МПа) исверхвысокопрочные(_в 3500 МПа).

Стали умеренной прочности – это экономнолегированные стали, не содержащие кобальт и имеющие пониженное количество никеля и молибдена (Ni= 4-12 %, Мо = 1-3 %) при несколько повышенном содержании углерода (С = 0,04-0,1 %). Кроме того, в них вводится медь (1-5 %), а также алюминий и титан (Al+Ti≤ 1,5 %). Например, стали 04Х5Н3МД2, 03Х2Н5МФДЮ, Н12Х5М3 и др.

Высокопрочные стали содержат большое количество никеля (16–19 %), кобальта (8–15 %) и молибдена (4–6 %), а также 1–1,5 % титана. Примером таких сталей могут служить: Н18К9М5Т (ЭП637), Н18К12М5Т2 (ЭП809), Н18К14М5Т (ЭИ122).

В сверхвысокопрочных сталях содержание кобальта доходит до 15–18 %, а молибдена до 10–14 %. Схема классификации мартенситностареющих сталей приведена на рисунке 3.13.