» » Влияние состава на растворимость газов и механические свойства сталей
18.12.2014

Приведенные в табл. 11 данные были использованы для оценки интервала равновесной растворимости газов в промышленных сталях при 1600° С в пределах, допустимых техническими условиями колебаний составов, и сопоставлены с их механическими свойствами в твердом состоянии. Во всех случаях учитывалось влияние растворенных элементов на равновесное содержание газов.
Влияние состава на растворимость газов и механические свойства сталей

Изменение растворимости газов и механические свойства углеродистых сталей приведены в табл. 12. Согласно расчету концентрация газов с повышением содержания углерода при 1600° С изменяется по кислороду в 6 раз, по азоту и водороду соответственно лишь в 1,25 и 1,1 раза. Поэтому значительное повышение прочностных свойств сталей с увеличением содержания углерода связано не только с переходом от ферритной к мартенситной структуре, но и с соответствующим уменьшением оксидных включений являющихся концентраторами напряжений.
Влияние состава на растворимость газов и механические свойства сталей

Растворимость газов и механические свойства низкоуглеродистых конструкционных сталей приведены в табл. 13. Различия в составе и микроструктуре сталей позволяют разделить их на три группы: марганцовистые, кремнемарганцовистые и хромоникелевые. Изменение состава сталей допускает колебания растворимости кислорода в металлическом расплаве в 1,9 раза, азота — в 1,11 раза и водорода — в 1,06 раза. Общий же диапазон изменения растворимости газов наименьший в первой группе сталей и наибольший во второй. В качественном соответствии с растворимостью кислорода находятся и прочностные свойства. Изменение пределов прочности и текучести коррелирует с равновесным углероду содержанием кислорода в металлическом расплаве.
Склонность металлических расплавов к насыщению кислородом отрицательно отражается на прочностных свойствах сталей. Наиболее чувствительными к растворимости кислорода в металлическом расплаве оказались механические свойства сложнолегированных сталей третьей группы.
Влияние состава на растворимость газов и механические свойства сталей

Отмеченная связь механических свойств с растворимостью кислорода в металлических расплавах наблюдается также для низко- и среднелегированных сталей (табл. 14) при значительных различиях их составов и режимов термической обработки: при повышении растворимости кислорода в 8,3 раза понижается предел прочности с 90 до 40 кгс/мм2, а предел текучести с 75 до 21 кгс/мм2. Из общей закономерности отклоняется сталь 12ХМВ8ФБ. Это обусловлено высоким содержанием вольфрама, вклад которого в упрочнение металлической основы превышает отрицательное влияние растворенного кислорода и его локального сосредоточения по границам зерен.