Понятие о термомеханической обработке стали

Поиски путей совершенствования дислокационной структуры, получае­мой у стали в результате термической обработки, привели к появлению но­вого вида обработки, сочетающего пластическую деформацию аустенита с проводимой сразу после нее закалкой и последующим низким отпуском. Этот вид обработки получил название термомеханической обработки (ТМО).

ТМО позволяет получить у стали более высокие прочностные и вязко­стно-пластические свойства, чем после обычной закалки и низкого отпуска. Дополнительный положительный эффект при ТМО объясняется предвари­тельным наклепом аустенита во время пластической деформации. Последст­вия этого наклепа передаются мартенситу в виде дополнительных, возник­ших при наклепе дислокаций, которые, складываясь с дислокациями, возни­кающими при последующем мартенситном превращении, создают более плотную (до 10¹³ см"²) дислокационную структуру.

Учитывая, что формирование дислокаций первого и второго поколений происходит разновременно, такая высокая плотность дислокаций не порож­дает возникновения трещин при закалке. Образовавшийся таким путем мар-

тенсит из-за повышенной плотности дислокаций приобретает благоприятное напряженно-деформированное состояние, обеспечивающее ему при после­дующем низком отпуске более скоротечный начальный этап распада. Обра­зующийся к концу упомянутого этапа мартенсит отпуска имеет более высо­кую, чем обычно, плотность дислокаций при меньшем уровне остаточных напряжений. Такие особенности внутреннего строения прошедшей ТМО стали обеспечивают ей, с одной стороны, более высокую прочность, а с дру­гой — повышенные значения пластичности и вязкости.

Применяя ТМО, можно повысить у стали ст, до 3000 МПа при 5 = 6—8%, в то время как при обычной закалке и низком отпуске эти показатели состав­ляют соответственно около 2000 МПа и 3—4%.

Существуют две разновидности ТМО: высокотемпературная — ВТМО, низкотемпературная — НТМО. При ВТМО аустенит деформируют при тем­пературе несколько выше Ас₃ до степени деформации 20—30%. При НТМО производится деформация переохлажденного до 400—600 °С аустенита. Степень деформации — 75—90%^

Более предпочтительна ВТМО, при которой в дополнение к сказанному сталь приобретает более высокие значения вязкости разрушения К_1с (трещи-ностойкости), работы распространения трещины КСТ и сопротивления уста­лости при пониженной критической температуре хрупкости /₅о и меньшей чувствительности к концентраторам напряжений.