Тепловая хрупкость

Хрупкость, приобретаемая сталями после пребывания их в интервале температур 400 - 850⁰С называется тепловой хрупкостью.

При высоких температурах сталь сохраняет свои пластические свойства и почти не меняет ударной вязкости. Снижение ударной вязкости появляется только после охлаждения материала до комнатной температуры, т.е. для стали, в которой развился процесс тепловой хрупкости. При этом температура хладноломкости повышается (рис.2.5)

Рис.2.5. Влияние тепловой хрупкости на коэффициент ударной вязкости

Развитие тепловой хрупкости определяется временем пребывания металла при соответствующей температуре. Например: при температуре 400 – 500 ⁰С сталь должна выдерживаться несколько десятков и даже сотен часов, чтобы развилась тепловая хрупкость.

При температурах 600 – 650 ⁰С - после нескольких часов. Причем последний режим соответствует отпуску металла. Поэтому хрупкость, возникающая после отпуска, называется отпускной хрупкостью, а хрупкость, возникшая в интервале температур 400 – 500 ⁰С, называется тепловой хрупкостью. Однако оба вида хрупкости имеют общую природу и поэтому их называют чаще тепловой хруп­костью.

Углеродистые стали обычно нечувствительны к тепловой хрупкости. Стали перлитного класса, наоборот, подвержены этому виду хрупкости в том случае, если они содержат хром и марганец.

Хрупкость сталей аустенитного класса, возникающая в результате длительного пребывания их в зоне высоких температур называют тепловой, но она имеет другую природу.

Процессы тепловой хрупкости обратимы. Например, если в стали появилась тепловая хрупкость в результате пребывания стали в интервале температур 400 - 500 ⁰С, то нагрев её до более высокой температуры и быстро охладив, мы сможем получить снова вязкий металл и наоборот, вязкую сталь, полученную отпуском при температуре 600 °С можно сделать хрупкой длительным отпуском при более низких температурах.

Хрупкость, возникшая при низком отпуске металла в интервале t = 200 – 400 ⁰С является необратимым процессом.

В интервалах температур, в которых развивается тепловая хрупкость, работают многие детали энергетики (пароперегреватели, подвески, корпуса газовых турбин и т.д.). Поэтому при ремонтах этих деталей в обычной "комнатной" температуре не следует допускать ударных нагрузок.

Сопла обдувочных аппаратов работают так же в режимах близких к отпускным и так же требуют осторожного обращения.

Добавка молибдена задерживает проявление тепловой хрупкости во времени для стали, находящейся длительное время в области 400 – 500 ⁰С и почти исключает это явление при отпуске стали нагретой до 550 – 650 ⁰С. Содержание молибдена в стали менее 0,2 % или выше 0,7 % не предупреждает развитие тепловой хрупкости.

Присадка к стали, легированной марганцем, вольфрама или комплекса вольфрама с титаном улучшает свойство стали по отношению к тепловой хрупкости.

Глава 3. ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Дата добавления: 2013-12-13