Влияние естественного и искусственного старения на механические свойства и трещиностойкость стали

Условия эксплуатации судостроительных сталей в сварных конструкциях, в том числе в северных широтах, определяют высокие требования к их качеству. Применяемые для таких конструкций материалы должны обладать стабильностью механических свойств, хорошей технологичностью в судокорпусном производстве и гарантированной работоспособностью при отрицательных температурах.

Деформационное старение обусловлено термодинамической неравновесностью структуры стали в исходном состоянии и постепенным ее приближением к равновесному состоянию в условиях достаточной диффузионной подвижности атомов внедрения. В неблагоприятных случаях это может приводить к деградации свойств при технологических обработках (холодной правке, гибке, сварке), при эксплуатации или в процессе длительного хранения.

В работе исследована возможность протекания естественного и искусственного старения за счет объемной диффузии и диффузии углерода по ядрам дислокаций («трубочная» диффузия) сталей различного химического состава. Выполнен анализ влияния деформационного старения на механические свойства и изменение параметра трещиностойкости CTOD.

1. Скаков Ю. А. Старение металлических сплавов: Металловедение (материалы симпозиума). – М.: Металлургия, 1971. – С. 118–132.

2. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна: справочник. Т. 2: Строение стали и чугуна / М. Л. Бернштейн, Г. В. Курдюмов, В. С. Меськин, А. А. Попов и др. / Под ред. А. Г. Рахштадта и др. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 528 с.

3. Скаков Ю. А. Процессы старения в сплавах. – М.: Машиностроение, 1972. – 33 с.

4. Хотинов В. А., Полухина О.Н., Селиванова О.В., Фарбер В.М. Влияние деформационного старения на механические свойства при растяжении в металле труб класса прочности Х80 // Материаловедение. – 2019. – № 1. – С. 9–14.

5. Канфор С. С. Корпусная сталь. – Л.: Судпромгиз, 1960. – 375 с.

6. ГОСТ Р 52927–2015. Прокат для судостроительной стали нормальной, повышенной и высокой прочности. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2015 – С. 93.

7. Коротовская С. В., Круглова А.А., Орлов В.В., Хлусова Е.И. Сравнительное исследования фазовых превращений, структуры и свойств марганцевоникелевой стали после закалке с отпуском и термомеханической обработки // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2010. – № 4.– С. 60–67.

8. Васильев А. А., Голиков П.А. Модели для расчета коэффициента диффузии углерода в сталях и примеры их практического использования. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. – 186 с.

9. Tapasa K., Osetsky Yu. N., Bacon D. J. Computer simulation of interaction of an edge dislocation with α- carbon interstitial in α-iron and effects on glide // Acta Materialia. – 2007. – V. 55. – P. 93–104.

10. Vasilyev А. А., Lee H.-C., Kuzmin N. L. Nature of strain aging stages in bake hardening steel for automotive application // Materials Science and Engineering A. – 2008. – V. 485. – P. 282–289.