Kaljena krhkost, kot pogost pojav pri toplotni obdelavi kovin, pomembno vpliva na mehanske lastnosti materialov, predvsem na udarno žilavost. Ta članek bo izhajal iz osnovnega koncepta temper krhkosti, podrobno obravnaval vzroke njenega nastanka in predlagal ustrezne metode preprečevanja.
1. Osnovni koncept krhkosti
Krhkost zaradi kaljenja, kot že ime pove, se nanaša na pojav krhkosti, ki se pojavi, ko je kovina po kaljenju kaljena. Glede na temperaturno območje kaljenja, ki povzroča krhkost, lahko krhkost kaljenja razdelimo na krhkost pri nizkih temperaturah in krhkost pri visokih temperaturah. Krhkost pri nizkih temperaturah, znana tudi kot prva vrsta krhkosti pri kaljenju, se večinoma pojavlja v temperaturnem območju od 250 do 400 stopinj; medtem ko se krhkost pri visoki temperaturi, znana tudi kot druga vrsta krhkosti pri temperu, večinoma pojavlja v temperaturnem območju od 450 do 650 stopinj.
2. Vzroki temper krhkosti
a. Krhkost pri nizki temperaturi (temperaturna krhkost tipa 1)
Razlogi za nastanek krhkosti pri nizki temperaturi so razmeroma zapleteni. Trenutno obstajajo predvsem naslednje teorije:
• Teorija transformacije ohranjenega avstenita: domneva se, da je krhkost pri nizki temperaturi povzročena, ko se ohranjeni avstenit med postopkom popuščanja spremeni v popuščeni martenzit ali bainit.
• Teorija izločanja karbidov: Domneva se, da je krhkost pri nizki temperaturi posledica izločanja luskastih karbidov iz martenzita. Ti karbidi se izločajo vzdolž vmesnika martenzitnih trakov ali plošč, zmanjšujejo lomno trdnost meja zrn in jih spreminjajo v razpoke. Razširjena pot.
• Teorija ločevanja nečistoč: domneva se, da je krhkost pri nizki temperaturi posledica ločevanja elementov nečistoč v jeklu, kot so fosfor, žveplo, arzen, kositer, antimon itd., na prvotnih mejah avstenitnih zrn, kar povzroči oslabitev meje zrn.
b. Krhkost pri visoki temperaturi (druga vrsta krhkosti pri kaljenju)
Vzrok krhkosti pri visokih temperaturah je razmeroma jasen, predvsem zaradi ločevanja elementov nečistoč v sledovih (kot so fosfor, kositer, antimon, arzen itd.) ali legirnih elementov v jeklu na prvotne meje zrn avstenita med popuščanjem. postopek. Ločevanje teh elementov na mejah zrn zmanjša lomno trdnost meja zrn, kar vodi do krhkega loma. Poleg tega bodo legirni elementi, kot so nikelj, krom, mangan itd., prav tako spodbujali ločevanje elementov nečistoč, kar bo dodatno poslabšalo pojav krhkosti.
Iz slike 1 je razvidno, da med postopkom popuščanja jekla 30Ni-Cr z naraščanjem temperature popuščanja udarna žilavost doseže minimalne vrednosti pri 300 stopinjah in 550 stopinjah. Prva vrsta temper krhkosti se pojavi pri 300 stopinjah. Ko pride do te vrste temper krhkosti, ga temperirajte pri temperaturi, večji od ali enaki 300 stopinj, da se izognete temperaturnemu območju krhkosti in obnovite njegovo žilavost; če je spet v območju 250 ~ 400 stopinj. Notranje popuščanje ne bo zmanjšalo žilavosti materiala, zato je razvidno, da je prva vrsta krhkosti popuščanja nepopravljiva. Kot je razvidno iz slike 1, se druga vrsta temper krhkosti pojavi blizu 500 stopinj; po popuščanju pri temperaturi, večji od ali enaki 650 stopinj, bo počasno ohlajanje in dolgotrajno bivanje pri 500 ~ 650 stopinj prav tako povzročilo krhkost, medtem ko hitro ohlajanje ne bo Krhkost se bo pojavila, kot je prikazano na sliki 1. Po krhkosti material, ki povzroča drugo vrsto krhkosti, se odstrani, če se ponovno segreje na temperaturno območje krhkosti ali če se počasi ohladi v območju krhkosti dlje časa se bo krhkost ponovno pojavila. Vidimo lahko, da je druga vrsta temper krhkosti reverzibilna.
3. Metode za preprečevanje temper krhkosti
a. Metode za preprečevanje krhkosti pri nizki temperaturi
• Zmanjšajte vsebnost nečistoč v jeklu: Zmanjšanje vsebnosti fosforja, žvepla, arzena, kositra, antimona in drugih nečistoč v jeklu z rafiniranjem in drugimi postopki lahko bistveno zmanjša tveganje za nizkotemperaturno krhkost.
• Dodajanje elementov, ki prečistijo avstenitna zrna: kot so niobij (Nb), vanadij (V), titan (Ti) itd., lahko prečistijo avstenitna zrna in povečajo mejno površino zrn, s čimer se zmanjšajo elementi nečistoč na enoto površine Količina segregacije .
• Prilagodite postopek kaljenja: z uporabo izotermnega kaljenja namesto procesa kaljenja in kaljenja pri visoki temperaturi se lahko učinkovito izognete pojavu krhkosti pri nizkih temperaturah.
• Legiranje: dodajanje ustreznih količin molibdena (Mo), volframa (W) in drugih legirnih elementov lahko zmanjša krhkost pri nizki temperaturi. Hkrati lahko elementi, kot sta silicij (Si) in krom (Cr), prav tako prilagodijo temperaturno območje, kjer se pojavi nizkotemperaturna krhkost, da se izognejo zahtevani temperaturi popuščanja.
