автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Совершенствование термической обработки прецизионных деталей на основе закономерностей структурообразования стали 09Х16Н4БЛ

На правах рукописи

МАРКОВА ЕКАТЕРИНА ВИТАЛЬЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ СТАЛИ 09Х16Н4БЛ

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 НОЯ 2013 005537783

Москва 2013

005537783

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» Научный руководитель: Гринберг Евгений Маркусович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Официальные оппоненты: Кудря Александр Викторович,

доктор технических наук, профессор, НИТУ «МИСиС», профессор кафедры металловедения и физики прочности

Ливанова Ольга Викторовна кандидат технических наук, ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: ОАО «НПО «Сплав», г. Тула

Защита состоится 4 декабря 2013г. в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 217.035.01 ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» по адресу: 105005, г. Москва, ул. 2-ая Бауманская, д.9/23. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» (автореферат диссертации размещен на сайте ВАК РФ http://vak.ed.gov.ru). • Автореферат разослан «1» ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.т.н., с.н.сН.М. Александрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время широкое применение находят литейные коррозионно-стойкие высокопрочные стали мартенситного класса, прецизионные изделия из которых предназначены для работы в агрессивных средах, а также в условиях знакопеременных статических и динамических нагрузок. Используемая для подобных изделий термическая обработка является сложной, многоступенчатой и связана с существенными энерго- и трудозатратами, что снижает их конкурентноспособность.

Вопросы структурообразования коррозионно-стойких сталей нашли отражения в работах Ульянина Е.А., Химушина Ф.Ф., Грачева C.B., Гольдштейна М.И., Гудремона Э, Nilsson S., Irvine К. и др. Однако данные различных авторов о влиянии параметров термической обработки на фазовый состав и особенности формирования структуры сталей мартенситного класса неполны и противоречивы.

Большой производственный опыт показал наличие проблем (при соблюдении всех технологических регламентов), связанных пониженными значениями ударной вязкости (менее 400 кДж/м2) и с размерной нестабильностью изделий, работающих при повышенных (до 400 °С) температурах.

Структурообразование коррозионно-стойких сталей находится в неоднозначной зависимости от параметров термической обработки. Для изучения формирующегося при этом структурного состояния недостаточно применения только качественных металлографических исследований, необходимы точные количественные методы описания структур сталей.

В этой связи перспективной представляется адаптация методик фрактальной и мультифрактальной параметризации структур для количественной характеристики структурно-фазовой неоднородности коррозионно-стойких сталей, а также установление корреляции между

характеристиками механических свойств и мультифрактальными параметрами микроструктуры.

Решение перечисленных задач должно быть направлено на разработку и реализацию ресурсосберегающего сквозного цикла термической обработки прецизионных изделий из литой коррозионно-стойкой стали, обеспечивающего формирование заданного комплекса механических свойств при одновременном повышении размерной стабильности изделий.

Цель и задачи исследования. Выявление закономерностей структурообразования литой коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ на всех этапах термической обработки и оптимизация на этой основе режимов термической обработки, обеспечивающих заданный уровень механических свойств и размерную стабильность (минимальное количество остаточного аустенита) в процессе эксплуатации прецизионных деталей.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Изучить влияние колебаний химического состава стали 09Х16Н4БЛ (в рамках марочного) на механические свойства и количество остаточного аустенита после завершения термической обработки.

2. Использовать методики фрактальной и мультифрактальной параметризации для исследования микроструктуры коррозионно-стойкой стали.

3. Установить влияние параметров термической обработки на формирование структуры и свойств литой коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ.

4. На основе выявленных закономерностей структурообразования разработать цикл термической обработки стали 09Х16Н4БЛ, получить заданный комплекс механических свойств (ов не менее 1200 МПа и КСи не менее 600 кДж/м2) и размерную стабильность прецизионных деталей.

Для решения задач, поставленных в работе, использованы фрактальный, мультифрактальный методы анализа и современные методы структурных исследований (микроскопический, микрорентгеноспектральный,

рентгеноструктурный, фрактографический, фазовый магнитный).

4

Научная новизна.

1. Разработаны математические модели изменения механических свойств стали 09Х16Н4БЛ и количества остаточного аустенита в зависимости от вариаций химического состава и параметров термической обработки.

2.С использованием мультифрактального анализа микроструктуры стали 09Х16Н4БЛ определен управляющий параметр структурообразования (Сг/№), а также его оптимальное значение, вблизи которого реализуются устойчивые мелкозернистые структуры.

3. Разработаны компьютеризированные методы оценки влияния режимов термической обработки на структурную неоднородность стали 09Х16Н4БЛ, заключающиеся в определении количественных параметров распределения структурных элементов с помощью фрактальной и мультифрактальной параметризации.

4. Впервые использована методика мультифрактальной параметризации и метод анализа кривизны структурных функций применительно к данным растровой электронной микроскопии поверхностей излома, позволяющая получить количественные зависимости между фрактальными характеристиками и значениями механических свойств.

Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов подтверждаются применением комплекса современных методов структурного и физико-механического анализа и статистических методов обработки экспериментальных данных, хорошей воспроизводимостью результатов исследований, а также апробацией технологий применительно к условиям ОАО АНПК «Блик» и ОАО «КБП».

Практическая ценность работы.

1. Получены математические модели, описывающие влияние вариаций химического состава на механические свойства коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ, что позволяет провести отбраковку отливок на начальной стадии производства.

2. Разработана комплексная ресурсосберегающая технология термической обработки литых изделий из стали 09Х16Н4БЛ, обеспечивающая сокращение продолжительности термической обработки и снижение энергозатрат в 2 раза.

3. Результаты работы были использованы на ОАО АНПК «Блик» при оптимизации и корректировке режимов термической обработки деталей опытных насосов для откачки нефти с повышенным содержанием серы, а также на ОАО «КБП» для термической обработки прецизионных деталей высокоточных приборов.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований, позволяющие получить количественную связь мультифрактальных параметров с размером аустенитного зерна и механическими характеристиками.

2. Результаты исследований влияния неметаллических включений на характер разрушения литой коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ и разработанные на их основе рекомендации по выплавке стали на нижнем пределе по кремнию и марганцу.

3. Разработанные математические модели, позволяющие прогнозировать механические свойства и количество остаточного аустенита в функции от химического состава стали и параметров упрочняющей термической обработки.

4. Результаты фрактальной и мультифрактальной параметризации поверхностей излома стали 09Х16Н4БЛ, позволяющие количественно оценить структурную однородность стали и получить корреляционную связь мультифрактальных параметров с величиной ударной вязкости.

5. Разработанная ресурсосберегающая технология сквозной термической обработки литых изделий из стали 09Х16Н4БЛ, обеспечивающая при сокращении количества циклов окончательной термической обработки сохранение заданного уровня механических свойств и минимального количества остаточного аустенита.

Личный вклад автора. Автор участвовала в постановке целей и задач исследования, в выборе методик исследования. Проводила комплексные исследования мартенситной коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ с помощью микроскопического, фрактографического, рентгеноструктурного метода, оценивала фрактальные и мультифрактальные структурные параметры.

Апробация работы. Содержание работы прошло апробацию на международных и всероссийских научно-практических конференциях: «Гагаринские чтения» (Москва, 2008-2012 г. г.); «Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах» (Тула, 2007 г.); XXI Уральская школа металловедов - термистов (Магнитогорск, 2012 г.); «Проблемы фундаментальных и прикладных, естественных и технических наук в современном информационном обществе» (Москва, 2011 г.); Уральская школа-семинар металловедов - молодых учёных (Екатеринбург, 2011-2012 г. г.); «Молодёжные инновации» (Тула, 2007-2011г. г.); «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов» (Тула, 2011 г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 5 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 10 тезисов докладов на российских и международных конференциях.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, основных результатов и выводов, библиографического списка из 141 наименования и приложений. Общий объём работы составляет 183 страницы, содержит 64 иллюстрации и 33 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследования, изложены научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ специальной литературы по теме работы. Отмечено, что до настоящего времени вопрос о роли структурной и фазовой метастабильности в формировании свойств коррозионно-стойких

7

высокопрочных сталей мартенситного класса, используемых для изготовления прецизионных деталей, остаётся открытым.

Показано, что несмотря на довольно подробный анализ процесса кристаллизации литых коррозионно-стойких сталей, до сих пор отсутствует возможность без проведения дополнительных исследований установить природу формирующейся в отливках структурной неоднородности. Применяемые традиционные методы параметризации структуры не всегда являются эффективным аппаратом диагностирования структуры и свойств сталей. В литературе имеются многочисленные примеры успешного использования фрактальных и мультифрактальных представлений для количественного описания структурных изменений, происходящих в процессе термической обработки различных сталей. Однако отмечено, что данные о применении подобного анализа для количественного описания структуры коррозионно-стойких сталей немногочисленны и противоречивы.

Показано, что отсутствуют исследования по влиянию колебаний химического состава (в пределах марочного) коррозионно-стойких сталей на механические свойства при варьировании параметрами термообработки, что не позволяет без предварительных исследований назначить режим упрочняющей обработки, который бы удовлетворял одновременно требованиям по обеспечению необходимого уровня прочности и размерной стабильности, что особенно важно для прецизионных изделий. Отмечено, что в ряде работ определяющим фактором размерной стабильности является содержание аустенита остаточного (АОСт)- В заключение главы сформулированы задачи настоящего исследования.

Во второй главе описаны использованные в диссертации материалы и методы исследования. В качестве объекта исследования была выбрана коррозионно-стойкая сталь мартенситного класса 09Х16Н4БЛ, применяемая для изготовления прецизионных пустотелых деталей типа кронштейн и платформа с максимальными размерами 60 мм и толщиной стенки до 9 мм. Для установления закономерностей формирования структуры и свойств было

8

выплавлено промышленным способом 50 плавок стали 09Х16Н4БЛ,

химический состав которых соответствовал ГОСТ 977-88 (табл.1).

Таблица 1 - Химический состав исследуемой стали 09Х16Н4БЛ (ГОСТ 977-88)

Содержание химических элементов, масс.%

С 8І Мп Сг № №

0,05-0,13 0,20-0,60 0,30-0,60 15-17 3,5-4,5 0,05-0,20

Для решения задач, поставленных в работе, был использован комплекс современных методов исследования структуры.

Микроскопический анализ проводили с помощью металлографических микроскопов «КеорЬо1-2», «Ме1ауа1» и «АхюОЬБСп/ег.01 т». Количество остаточного аустенита определяли фазовым магнитным методом, а также с помощью дифрактометра ДРОН-2 в СоКа - излучении.

Макротвёрдость измеряли на приборе ТК-2 в соответствии с ГОСТ 901359 ** (ст СЭВ 469-77). В качестве оценки НЛС принимали среднее значение из серии 5 параллельных измерений. Измерения микротвёрдости проводили на микротвердомере ПМТ-3 (ГОСТ 9450-75) с нагрузкой 2 Н. Количество измерений на каждый образец - не менее 30.

Испытание на растяжение и ударный изгиб производили в ОАО «КБП» в соответствии с ГОСТ 1497-84 и ГОСТ 9454-78. Анализ изломов ударных образцов проводили с использованием электронного микроскопа ^М-6390 фирмы "ШОЬ" при увеличениях 100..,5000х.

Для проведения мультифрактальной параметризации структур использовали программы МПШгот, БСР, 8т2БТ>18.

В третьей главе приведены результаты исследования особенностей струкгурообразования стали 09Х16Н4БЛ в процессе штатной предварительной термической обработки.

Литые коррозионно-стойкие стали представляют собой отдельную группу коррозионно-стойких мартенситных сталей. Формирующаяся после

литья по выплавляемым моделям неоднородная структура из-за непродолжительной и неравновесной кристаллизации имеет дендритное строение и значительную разнозернистость.

Для достижения структурно-фазового состояния стали 09Х16Н4БЛ, обеспечивающего требуемый уровень механических свойств и размерной стабильности изделий, используется сложный многоступенчатый цикл термической обработки (рис.1). Прецизионные детали, изготавливаемые из стали 09Х16Н4БЛ, работают в разных температурных режимах: 100-150 °С и 420-450 °С, поэтому температура отпуска как заключительной операции термической обработки имеет два значения: 300 и 600 °С.

Предварительная термическая обработка

Окончательная термическая обработка

Т,°с

1200°С Ю50°С

а

/5,5ч

1

(1050 С ЗОмин

1050 С ЗОмин

5 [ 6

•ЩГ

600 с 21-

300 С

\2ч/

-70°С -70°С

Рис.1- Штатная технология термической обработки литых изделий из стали 09Х16Н4БЛ

Однако даже при строгом соблюдении технического регламента имеет место появление брака, связанного с пониженным уровнем ударной вязкости. Микроструктурный анализ большого количества образцов стали различного состава (в пределах марочного) показал, что в структуре образцов наблюдается наличие неметаллических включений округлой формы с размерами от 2 до 20 мкм. Объемная доля этих включений изменяется в пределах 0,49... 1,36. Статистический анализ показал зависимость объемной доли этих включений от содержания в составе стали кремния и марганца. Так, для минимальной концентрации пары БьМп (0,32 мае % и 0,46 мае % Мп) объёмная доля

Ю

включений практически в 3 раза меньше, чем для максимальной концентрации пары Бі-Мп (0,61 мас % Бі и 0,7 мас % Мп).

С помощью микрорентгеноспектрального анализа установлено, что эти включения являются силикатами марганца (тефроитом 2Мп(У8Ю2),что согласуется с результатами оптического фазового и растрового анализа (рис. 2).

Силикат марганца

Рис.2 - Неметаллические включения силикатов марганца

Для анализа влияния включений на процесс разрушения использовали два способа [1].

Первый способ - приближённый, не учитывающий распределения частиц в структуре материала, основанный на оценке отношения доли частиц включений, определяемых на проекции, нормальной к проекции разрушения (Ри), к доле частиц включений на поверхности микрошлифа (Рш):$ ~ '

Второй способ оценки влияния включений на процесс разрушения состоит в определении коэффициента выявляемое™ включений Ьу. В этом методе учитываются, кроме доли включений в изломе и на поверхности микрошлифа, также влияние рельефа в изломе и средний размер частиц.

О Рай

Расчёт £>„ производился по формуле -у- г где и - средний размер

Ги,I Н

частиц включений, мкм; Н - среднее значение максимального перепада высот микрорельефа в участках, где располагаются частицы включений, мкм.

Полученные значения данных параметров (/?=1,42 и /),=(),47) однозначно указывают на определяющее влияние неметаллических включений на характер разрушения.

Многофакторный анализ с использованием методики планирования эксперимента подтвердил, что повышение концентрации пары - Мп, способствует снижению как предела прочности, так и, особенно, ударной вязкости (рис.3).

С помощью ППП 81а1§гаЫсз на базе представительной статистической выборки получены математические модели, которые имели вид: св =1286+22-С+4,5-Сг-27-Мп+5-ЫЬ+20-№-150-81-70 Мп^;

КСи= 640+280-С+15-Сг-30-Мп+9-Мз+25-№-100-8ь67 Мп^.

Рис. 3 - Влияние концентраций кремния и марганца на ударную вязкость (а) и предел прочности (б) термоупрочнённой стали 09Х16Н4БЛ

Повышение прочностных характеристик согласно приведённым моделям может быть достигнуто путём изменения химического состава стали в пределах марочного, иначе говоря, задачу упрочнения стали сводили к нахождению оптимальной комбинации легирующих элементов.

На основании полученных результатов рекомендовано для обеспечения гарантированного уровня механических свойств производить выплавку стали на нижнем пределе концентрации пары 81-Мп согласно ГОСТ 977-88.

Вторым важным аспектом повышения качества термообрабоганных отливок из стали 09Х16Н4БЛ было уменьшение ликвационной неоднородности, прежде всего по распределению Сг, вызванной неравномерной кристаллизацией стали и приводящей к образованию 8 - феррита в межосных участках дендритов аустенита и неравномерному распределению хрома, а

также способствующей формированию крупнокристаллической структуры с ярко выраженной разнозернистостью. Однако в ходе штатной предварительной термической обработки (см.рис.1) не до конца устраняются последствия неравновесной кристаллизации, а металлографический анализ с использованием различных критериев разнозернистости, одним из которых являлся коэффициент вариации (V), показал, что предусмотренная в ходе предварительной термической обработки для измельчения зерна нормализация, существенно уменьшая средний размер аустенитного зерна, не позволяет полностью устранить разнозернистость (рис. 4).

Диффузионный Литьё отжиг Нормализация

Рис.4 - Влияние термической обработки на размер зерна аустенитной фазы

Для решения задачи количественного описания структуры стали 09Х16Н4БЛ в данной работе применяли параметризацию, основанную на использовании теории фракталов, обладающую более тонкой чувствительностью ко всякого рода несовершенствам реальных объектов. Использование мультифрактальной параметризации позволило дополнить традиционные методы анализа структуры стали и выявить ряд не обнаруживаемых ими закономерностей формирования структур в ходе предварительной термической обработки. По методике, описанной в работе [2], на основании результатов мультифрактальной параметризации структуры был определён управляющий параметр структурообразования исследуемой стали (Сг/№) и его оптимальное значение (Сг/№=4), по достижении которого после термической обработки, формируются структуры, обладающие повышенными значениями мультифрактального параметра упорядоченности Дч.

Расчёт фрактальности границ зёрен, сформированных после различной

термической обработки, выполненный методом наложения сетки и с помощью

программы РЫвшэ, показал, что определенная разными методами

фрактальность имеет одинаковый тренд и определяется как разветвлённостью

границ, так и изменением размера зерна. Количественный мультифрактальный

анализ зёренной структуры показал, что параметры /200 (мультифрактальный

параметр однородности структуры) и Л2оо (мультифрактальный параметр

упорядоченности структуры) отслеживают распределение элементов

структуры, коррелируя с величиной размера зерна (рис.5).

f200 0,24

Д 200

0,24 0,22 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12

А:,», 0.215 ■ 0.002-1< у[д /{- 0,97 100

0,18 0,16 0,14 0,12 ОД

/:оо 0.102 2 10* иР-ЗОу/И) У*

1<: 0.94

100 С|, МКМ

20

100 С|, МКМ

а б

Рис. 5 - Влияние размера зерна на мультифрактальные параметры ¿Ьоо(а) и/200(6)

Малейшая неоднородность распределения меры при достаточно больших q (в данном случае <7=200) сказывается на величинах /¡оо и Л2оо ■

Таким образом, процесс штатной предварительной термической обработки не позволяет достаточно полно устранить последствия неравновесной кристаллизации стали 09Х16Н4БЛ и сохраняет неоднородность структуры, формирующуюся в отливках, разнозернистость и дендритную ликвацию.

В четвертой главе проведена оптимизация режимов термической обработки литой стали 09Х16Н4БЛ.

Для снижения химической неоднородности стали в работе [3], выполненной под руководством проф. Гринберга Е.М., была предложена термоциклическая обработка (ТЦО).

Полный факторный эксперимент, выполненный нами на промышленном оборудовании, при варьировании температуры нагрева (560-620 °С), времени выдержки в ванне (2-5 мин) и числа циклов нагрева (1-5) подтвердил, что предложенные в этой работе режимные параметры ТЦО позволили значительно уменьшить неоднородность распределения хрома.

Оптимальный режим нормализации, проводимой перед ТЦО для измельчения литой структуры, выбирали по минимальному размеру аустенитного зерна ( 28-30 мкм).

Предложенная схема предварительной термической обработки (рис.6) обеспечила измельчение зерна, снижение структурной и химической неоднородности, что было подтверждено как результатами микрорентгеноспектрального анализа, так и количественной мультифрактальной параметризацией.

Рис.6 - Предложенный вариант предварительной термической обработки литых деталей из стали 09Х16Н4БЛ: 1 - нормализация; 2 - ТЦО (3 цикла с нагревом до 620 °С, выдержка 2 мин., охлаждение до 150-200 °С)

Т/ч

Для обеспечения требуемого комплекса механических свойств на предприятиях проводили два цикла продолжительной, энергоемкой окончательной термической обработки (см. рис.1). В то же время достигаемая в результате предложенной схемы предварительной термической обработки высокая степень однородности структуры стали послужила основанием для разработки более эффективного варианта окончательной термической обработки.

Структура и фазовый состав стали в высокопрочном состоянии определяются совокупностью сложных процессов, происходящих как на этапе

Т,°С

950 С

1ч

620 С

закалки и обработки холодом, так и последующего отпуска. Как показывает обширная практика, несмотря на применение столь сложной и продолжительной окончательной термической обработки (см.рис.1), количество остаточного аустенита в структуре может достигать ~20 %, что делает проблематичным использование стали для прецизионных деталей, работающих при повышенных температурах.

Содержание Аост определяли с помощью рентгеноструктурного, фазово-магнитного методов в зависимости от параметров термической обработки. Проведённые исследования влияния температуры закалки на фазовое состояние коррозионно-стойкой стали показали, что для неё характерна чувствительность к режимам нагрева под закалку, увеличивающаяся при повышении содержания углерода в стали (рис. 7).

Г

£

Рис. 7 - Влияние температуры нагрева

Температура ээкапки,"С ддд 3аКаЛКу И СОДврЖаНИЯ уГЛерОДЭ НЭ

количество Аост

-А-1000 -О-1050

-»-ноо -•-1200 -•-1250

0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 %С

Как показали проведённые в работе исследования, отпуск закалённой стали при 300 °С не влияет на количество остаточного аустенита. Применяемый в схеме штатной термической обработки высокий отпуск при 600 °С по сути своей для данной марки стали является закалкой из межкритического интервала температур (Ас] =575 °С) и, тем самым, способствует повышению количества остаточной аустенитной фазы (рис. 8).

Аост, %

250 300 350 400 450 500 550

Рис.8 - Влияние температуры отпуска на количество остаточного аустенита (время отпуска 2 ч., содержание углерода 0,08 %) после закалки от 1050 °С

В связи с этим в работе рекомендовали проведение заключительного отпуска для изделий, эксплуатируемых при повышенных температурах (500 °С), с охлаждением в воде, что способствовало заметному повышению ударной вязкости, вследствие устранения отпускной хрупкости.

Результаты изучения влияния температурных параметров закалки и отпуска поставили под сомнение целесообразность применения двух циклов окончательной термической обработки. Однако сокращение числа циклов оказалось возможным только в случае замены штатной предварительной термической обработки на ТЦО и нормализацию, что позволило получить мелкозернистую структуру стали, избавленную от разнозернистости и ликвационных неоднородностей, прежде всего по распределению Сг.

Для оптимизации термической обработки исследуемой стали с позиций механических свойств и размерной стабильности на заключительном этапе работы был проведён регрессионный анализ экспериментальных данных, что позволило получить математические модели с высоким уровнем корреляции, отражающие сложность влияния параметров термической обработки на механические свойства стали

ав = 1321 - 2,38Тзак - А,66Тотп + 7,67л/Тзак • Тотп - 0,00015 ■ Тзак2 - 0,0024 Тотп2-, Я2 = 0,93. кси = -3821 + 16,8Тзак + 2,45Тотп - 0,35Тзак^Тзак -95,5 VТотп;

Я2 = 0,86

В результате комплексной оптимизации процессов предварительной и окончательной термической обработки стали 09Х16Н4БЛ с использованием Ь-критерия оптимизации, основанного на методе Парето оптимальных решений многокритериальных задач, была предложена откорректированная упрочняющая технология термической обработки (рис. 10).

тершммхаяобр*5ола тооиическаообтбслиа

Рис.10 - Предлагаемые режимы термической обработки литых деталей из стали 09Х16Н4БЛ: 1 - нормализация; 2 - ТЦО; 3 - закалка; 4 - обработка холодом; 5 - отпуск

Был определен и состав стали 09Х16Н4БЛ, обеспечивающий получение оптимального сочетания механических свойств. Необходимо также отметить, что предложенный комплекс термической обработки позволил получить необходимые по ТУ механические свойства при серьёзном сокращении энерго-и трудоёмкости циклов термической обработки.

Разработанная на базе установленных закономерностей структурных превращений технология термической обработки коррозионно-стойкой литой стали 09Х16Н4БЛ позволила обеспечить оптимальное сочетание размерной стабильности и механических свойств прецизионных изделий.

Результаты проведенных на предприятии на базе 50 плавок механических испытаний, показали, что предложенный сквозной комплекс термической обработки, позволил получить необходимые по ТУ механические свойства (о„ не менее 1200 МПа и КСи не менее 600 кДж/м2) при сокращении числа циклов окончательной термической обработки; обеспечил меньший разброс значений механических свойств (о„ и КСи) (табл.2) при варьировании химического состава стали, по сравнению со штатной термической обработкой, причем изменения, внесенные в сквозную технологию термической обработки, не ухудшили коррозионную стойкость, что подтвердили результаты промышленного эксперимента.

В пятой главе проводили изучение морфологических особенностей микростроения поверхности разрушения стали 09Х16Н4БЛ с помощью методов фрактальной и мультифрактальной параметризации.

Таблица 2 - Сравнительные результаты измерения механических свойств после окончательной термообработки

Меиюгкоше сибетн Прсхилкш* т/о Шипи» v'o

Ж А I L ш п fett

1.41 И 1^1 -

о* МП* <310 изо Шб 1290

HS, 29 38 136 IM

KCU, кДж'ы! ксО 942 890 S7S SIS

¡Лей 27 46 328 tes

Механические свойства существенно зависят от структуры, формирующейся при кристаллизации и последующей термообработке, поэтому любые морфологические изменения поверхности разрушения сказываются на характеристиках прочности и вязкости.

Результаты исследования особенностей микростроения поверхности разрушения после различной термической обработки позволили подтвердить правильный выбор упрочняющей термообработки.

Фрактографический анализ стали 09Х16Н4БЛ показал, что все поверхности разрушения имели вязкий неоднородный излом с практически одинаковым средним размером «чашек» со средним размером ямок вязкого излома 12-14 мкм при глубине ямки до 25 мкм.

Для количественного выявления иерархии пространственной структуры изломов был применён метод анализа кривизны структурных функций (МАКСФ), а изображения изломов были обработаны специальной программой 8ш2Ш8 (рис. 9).

а

б

Рис. 9 - Фрактограмма поверхности излома (а) и генерированное черно-белое изображение, полученное из исходных растровых изображений изломов методом пересчета через локальную площадь (б)

Применение методов фрактальной и мультифрактальной параметризации поверхности изломов стали 09Х16Н4БЛ позволило использовать для описания структуры изломов количественные параметры и получить устойчивые корреляции их со значениями механических свойств (рис. 10).

кси, кДж/м 1200

600 400 200

«7/ ■- -2:39*}9.10 [>т

У

>

/

Огоо

кси, кДж/м! 1200 1000 -

600 400 200

♦

А (V/ "-б <53+-13.

Н2~0,96

1,45 1.5 1.55 1,6 1,65 1,7 1,75 б

Рис. 10 - Корреляция значений мультифрактальных параметров О2оо (а) и о-2оо (б) со значениями ударной вязкости стали 09X16Н4Б

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. С использованием методов оптической и электронной микроскопии, фрактальной и мультифрактальной диагностики определены количественные характеристики зёренной структуры и особенности распределения хрома и никеля после различных вариантов предварительной термической обработки

литых изделий из литой коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ мартенситного класса.

2. Исследовано влияние количества, состава и распределения неметаллических включений (2Мп08Ю2), на характер разрушения литых изделий из коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ. Показано, что основной вклад в снижение характеристик ударной вязкости вносят включения силикатов марганца, что обуславливает целесообразность выплавки стали на нижнем пределе по кремнию и марганцу (согласно ГОСТ 977-88).

3. Определен мультифрактальным анализом микроструктуры стали 09Х16Н4БЛ управляющий параметр структурообразования (Сг/№), а также его оптимальное значение [(Сг/№)~4], вблизи которого устраняется ликвационная неоднородность.

4. Разработаны методы фрактальной и мультифрактальной параметризации применительно к исследованию микроструктур и поверхностей разрушения коррозионно-стойкой стали. Установлена количественная связь мультифрактальных параметров однородности (Дч) и упорядоченности (£,) элементов структуры с размером аустенитного зерна и механическими характеристиками стали.

5. Созданы математические модели, связывающие конкретный химический состав стали с характеристиками механических свойств и количеством остаточного аустенита в структуре прецизионных отливок, что обеспечивает оптимизацию состава и прогнозирование уровня механических свойств.

6. На основе выявленных закономерностей структурообразования предложен принципиально новый цикл сквозной термической обработки литых изделий из коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ. Он позволяет получить однородное распределение хрома, меньший размер аустенитного зерна, снизить разнозернистость и количество остаточного аустенита.

7. Разработанная технология термической обработки прецизионных деталей позволяет в 1,5 раза увеличить значения ударной вязкости, обеспечить

21

размерную стабильность, снизить отбраковку отливок на 50%, а также уменьшить в 2 раза энерго- и трудозатраты.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

публикации в рецензируемых научных журналах и изданиях:

1. Гринберг Е.М., Гончаров С.С., Маркова Е.В. Влияние режимов термической обработки на количество остаточного аустенита в стали 09Х16Н4БЛ // Изв. ТулГУ. Технические науки. Вып. 6, ч. 2 Тула: 2011. Изд-во ТулГУ. С. 280-285.

2. Гринберг Е.М., Маркова Е.В., Фомичева Н.Б. Мультифрактальный анализ структуры коррозионно-стойкой стали после различных этапов термической обработки // Изв. ТулГУ. Технические науки. Вып 8. Тула: 2012. Изд-во ТулГУ. С. 16-21.

3. Тихонова И.В. , Гринберг Е.М., Маркова Е.В. Влияние химического состава на количество остаточного аустенита и склонность стали ко вторичной закалке // Изв. ТулГУ. Технические науки. Вып. 1. Тула: 2012. Изд-во ТулГУ. С. 114-122.

4. Фрактографические исследования поверхности изломов стали 09Х16Н4БЛ с использованием прикладного мультифрактального анализа Г.В. Встовский, Е.М. Гринберг, Е.В. Маркова, Н.Б. Фомичева // Перспективные материалы. М. 2012. №5. С.89-94.

5. Мультифрактальный анализ зёренной структуры мартенситной стали 09Х16Н4БЛ после различных термических обработок Г.В. Встовский, Е.М. Гринберг, Е.В. Маркова, Н.Б. Фомичева // Перспективные материалы. М. 2013. №1. с.66-71.

статьи и материалы конференций:

6. Влияние температуры закалки на количество остаточного аустенита в стали 09Х16Н4БЛ Е.М. Гринберг, С.С. Гончаров, Е.В. Маркова, О.В. Чугунова //Успехи современного естествознания. №1. 2012. С. 98-99.

7. Маркова E.B. Влияние неметаллических включений на процесс разрушения коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ // Материалы XIII Международной научно-технической Уральской школы - семинара металловедов - молодых учёных: сб. науч. тр. Екатеринбург, УрФУ. 2012. С.3-4.

8. Маркова Е.В. Оптимизация режимов термической обработки коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ с использованием метода мультифрактальной параметризации //Труды 54-й Научной конференции МФТИ «Проблемы фундаментальных и прикладных, естественных и технических наук в современном информационном обществе». М.; Долгопрудный; Жуковский: МФТИ. 2011.С.95.

9. Маркова Е.В. Влияние диффузионного отжига на формирование микроструктуры коррозионно-стойкой стали // Сборник материалов X ВНТК «Техника 21 века глазами молодых ученых и специалистов». Тула: Изд-во ТулГУ. 2011.С. 147-150.

10. Фомичёва Н.Б., Маркова Е.В. Применение мультифрактальной параметризации при изучении структурообразования в стали 09Х16Н4БЛ // Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов: материалы XXI Уральской школы металловедов - термистов. Магнитогорск: МГТУ им.Г.И. Носова. 2012. С.204-205.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Изломы конструкционных сталей: справочное издание / под ред. Л.П. Герасимова , A.A. Ежов , М.И. Маресев. М.: Металлургия, 1987. 272с.

2. Иванова B.C., Курзина Е.Г. Мультифрактальная параметризация микроструктуры немагнитных сталей Mn-Ni-Cu-V после старения с целью выявления эффекта синергизма легирования //Металлы. 1999. №2. С.59-67.

3. Фомина И.В. Размерная стабильность коррозионно-стойких хромоникелевых сталей мартенситного класса: дис.... канд.техн.наук. Тула, 1998.272 с.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 30.10.13 Формат бумаги 60x84 Vi6. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1.4. Уч.-изд. л. 1.2. Тираж 100 экз. Заказ 061 Тульский государственный университет 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

На правах рукописи

Л ? ПАЛ т/ I /-9/

У*си Iоочоос

МАРКОВА Екатерина Витальевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ СТАЛИ 09Х16Н4БЛ

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Е.М. Гринберг

Тула 2013

У

Содержание

Введение................................................................................. 5

1. Состояние вопроса....................................................................................................................................9

1.1 Классификация коррозионно-стойких высокопрочных (КВС) хромоникелевых сталей............................................................... 9

1.2 Особенности кристаллизации, структуры и фазового состава литых коррозионно-стойких сталей........................................................ 15

1.2.1 Влияние термической обработки на фазовые и структурные превращения в коррозионно-стойких сталях........................................................................20

1.2.2 Факторы, повышающие структурную и фазовую однородность

КВС........................................................................................ 26

1.3 Факторы, влияющие на количество остаточного аустенита в стали.... 29

1.3.1 Влияние температуры нагрева под закалку на количество остаточного аустенита..................................................................................................................................30

1.3.2 Влияние легирующих элементов и примесей на количество остаточного аустенита................................................................. 31

1.3.3 Влияние скорости охлаждения на количество остаточного аустенита................................................................................. 35

1.3.4 Распад остаточного аустенита при отпуске............................... 37

1.3.5 Влияние легирующих элементов на поведение переохлаждённого аустенита................................................................................. 39

1.4 Использование метода мультифрактальной параметризации при изучении структурных особенностей сплавов.................................... 42

2. Материалы и методики исследования.......................................... 54

2.1 Материалы и их обработка...................................................... 54

2.2 Методики исследования......................................................... 58

2.2.1 Дилатометрический анализ.................................................... 58

2.2.2 Микроскопический анализ..................................................... 59

2.2.3 Рентгеноструктурный анализ................................................................................................60

2.2.4 Фазовый магнитный анализ......................................................................................................61

2.2.5 Микрорентгеноспектральный анализ..............................................................................61

2.2.6 Механические испытания............................................................................................................61

2.2.7 Фрактографический анализ......................................................................................................62

2.2.8 Фрактальный и мультифрактальный анализ..............................................................64

2.2.9 Статистический анализ..................................................................................................................69

3. Анализ структурообразования литой коррозионно-стойкой стали

09Х16Н4БЛ в процессе штатной термической обработки..........................................72

3.1 Особенности структурообразования стали 09Х16Н4БЛ в процессе

штатной предварительной термической обработки..........................................................72

3.1.1 Влияние предварительной термической обработки на ликвационную

неоднородность стали......................................................................................................................у4

3.2 Влияние предварительной термической обработки на размер аутенитного зерна...................................................................... 83

3.2.1 Влияние предварительной термической обработки на разнозернистость структуры......................................................... 34

3.2.2 Использование фрактальной и мультифрактальной параметризации для оценки однородности и упорядоченности зёренной структуры стали 09Х16Н4БЛ............................................................................... 89

3.3 Влияние неметаллических включений на характер разрушения стали 09Х16Н4БЛ.............................................................................. 99

3.4 Исследование структуры стали 09Х16Н4БЛ при проведении штатной

окончательной термической обработки........................................ ^Qg

3.4.1 Изучение влияние легирующих элементов на количество остаточного аустенита.................................................................

з

3.4.2 Влияние температуры нагрева под закалку на количество остаточного аустенита в стали 09Х16Н4БЛ...................................... Ц2

3.4.3 Влияние температуры отпуска на количество остаточного аустенита

в стали................................................................................................. 215

3.4.4 О возможности сокращения циклов окончательной термической

обработки.................................................................................. 118

3.5 Влияние химического состава стали 09Х16Н4БЛ на механические свойства.................................................................................... 120

4. Оптимизация режимов термической обработки литой стали 09Х16Н4БЛ............................................................................... 126

4.1 Применения термоциклической обработки для снижения структурной неоднородности литой КВС........................................................... 126

4.2 Оптимизация режимов окончательной термической обработки.......... 133

4.2.1 Влияние параметров термообработки на механические свойства стали 09Х16Н4БЛ........................................................................ 133

4.2.2 Разработка модели влияния температурной обработки и химического состава на механические свойства стали 09Х16Н4БЛ.......... 139

4.3 Применение L-критерия для оптимизации параметров термической обработки и химического состава стали 09Х16Н4БЛ........................... 143

5. Исследование поверхности разрушения стали 09Х16Н4БЛ................. 150

5.1 Изучение морфологических особенностей микростроения поверхности разрушения стали 09Х16Н4БЛ....................................... 150

5.2 Применение фрактальной параметризации для количественного

анализа поверхности излома стали 09Х16Н4БЛ....................................................................156

Заключенней выводы по работе..........................................................................................................168

Список использованной литературы................................................................................................171

Приложения................................................................................................................................................................184

Введение

Решение задач надежности современной высокоточной техники может быть успешно выполнено, при одновременной реализации, по крайней мере, трех условий: сохранение требуемого уровня прочности, стабильность размеров и формы деталей, высокой коррозионной стойкости материала. В настоящее время по-прежнему актуальна проблема создания упрочняющей термической обработки для получения одновременно высокой прочности и вязкости сплавов.

Широкое применение в различных отраслях промышленности для изготовления прецизионных приборов, а также при производстве инструмента сложной конфигурации, предназначенного для работы при производстве инструмента сложной конфигурации, предназначенного для работы в агрессивных средах и в условиях знакопеременных нагрузок, находят литые коррозионно-стойкие хромоникелевые стали мартенситного класса.

Большой вклад в изучение коррозионно-стойких сталей внесли известные отечественные и зарубежные учёные: Ульянин Е.А., Грачёв C.B., Гольдштейн М.И., Химушин Ф.Ф., Гудремон Э, Nilsson S., Irvine К., Ning Liv и др.

В настоящее время широкое применение находят коррозионно-стойкие высокопрочные стали, предназначенные для работы в агрессивных средах, а также в условиях знакопеременных статических и динамических нагрузок. Стали данного класса применяются и для изготовления прецизионных деталей, работающих при температурах до 400 °С. Разработанные режимы термической обработки для данной группы сталей, направленные на обеспечение требований по прочности, ударной вязкости и коррозионной стойкости, предполагают существенные энергозатраты как на стадии предварительной, так и на стадии окончательной термообработки готовых изделий.

Применение сложной многоступенчатой термической обработки связано

с процессами ликвационной неоднородности, формированием крупного зерна

5

нестабильности, связанной с наличием в структуре остаточной аустенитной фазы, а следовательно к возникновению ряда технических проблем при эксплуатации прецизионных приборов и устройств.

Значительный интерес вызывает влияние химического состава литых коррозионно-стойких сталей на структурные особенности и как следствие на механические свойства и размерную стабильность сплавов.

Весьма актуальной является задача адаптации новых методик изучения микроструктурного состояния - фрактальной и мультифрактальной параметризации структур, в процессе выявления и установления закономерностей влияния варьирования химического состава, особенностей получения изделия и режимов термической обработки на структурно-фазовую метастабильность коррозионно-стойких сталей, а также разработка и реализация технологического решения по созданию ресурсосберегающего цикла термической обработки прецизионных изделий из коррозионно-стойкой стали с заданным комплексом механических свойств.

В связи с этим основной целью работы явилось выявление закономерностей структурообразования литой коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ на всех этапах термической обработки и оптимизация на этой основе режимов термической обработки, обеспечивающих заданный уровень механических свойств и размерную стабильность (минимальное количество остаточного аустенита) в процессе эксплуатации прецизионных деталей.

Новизна научных результатов:

- разработаны математические модели изменения механических свойств стали 09Х16Н4БЛ и количества остаточного аустенита в зависимости от вариаций химического состава и параметров термической обработки;

- с использованием мультифрактального анализа микроструктуры стали 09Х16Н4БЛ определен управляющий параметр структурообразования (Сг/№), а также его оптимальное значение, вблизи которого реализуются устойчивые мелкозернистые структуры;

- разработаны компьютеризированные методы оценки влияния режимов термической обработки на структурную неоднородность стали 09Х16Н4БЛ, заключающиеся в определении количественных параметров распределения структурных элементов с помощью фрактальной и мультифрактальной параметризации;

- впервые использована методика мультифрактальной параметризации и метод анализа кривизны структурных функций применительно к данным растровой электронной микроскопии поверхностей излома, позволяющая получить количественные зависимости между фрактальными характеристиками и значениями механических свойств.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований, позволяющие получить количественную связь мультифрактальных параметров с размером аустенитного зерна и механическими характеристиками;

- результаты исследований влияния неметаллических включений на характер разрушения литой коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ и разработанные на их основе рекомендации по выплавке стали на нижнем пределе по кремнию и марганцу;

- разработанные математические модели, позволяющие прогнозировать механические свойства и количество остаточного аустенита в функции от химического состава стали и параметров упрочняющей термической обработки;

- результаты фрактальной и мультифрактальной параметризации поверхностей излома стали 09Х16Н4БЛ, позволяющие количественно оценить структурную однородность стали и получить корреляционную связь мультифрактальных параметров с величиной ударной вязкости;

- разработанная ресурсосберегающая технология сквозной термической обработки литых изделий из стали 09Х16Н4БЛ, обеспечивающая при сокращении количества циклов окончательной термической обработки

сохранение заданного уровня механических свойств и минимального количества остаточного аустенита.

Практическая значимость работы.

получены математические модели, описывающие влияние вариаций химического состава на механические свойства коррозионно-стойкой стали 09Х16Н4БЛ, что позволяет провести отбраковку отливок на начальной стадии производства;

разработана комплексная ресурсосберегающая технология термической обработки литых изделий из стали 09Х16Н4БЛ, обеспечивающая сокращение продолжительности термической обработки и снижение энергозатрат в 2 раза;

- результаты работы были использованы на ОАО АНПК «Блик» при оптимизации и корректировке режимов термической обработки деталей опытных насосов для откачки нефти с повышенным содержанием серы, а также на ОАО «КБП» для термической обработки прецизионных деталей высокоточных приборов.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю профессору, доктору технических наук Е.М. Гринбергу за постановку задач и руководство; профессору, доктору технических наук В.В. Любимову за помощь в проведении экспериментов; доктору физико-математических наук Г.В. Встовскому за предоставленные компьютерные программы для определения мультифрактальных параметров, а также сотрудникам кафедры ФММ ТулГУ за товарищескую помощь и дискуссии по работе.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Анализ научно-технической литературы свидетельствует о всё более широком применении коррозионно-стойких высокопрочных сталей для работы в агрессивных средах, а также в условиях знакопеременных статических и динамических нагрузок. В настоящее время для изготовления многих литых изделий, работающих в условиях одновременного воздействия высоких нагрузок и коррозионной среды, применяют хромоникелевые коррозионные стали. Стали данного класса применяются и для изготовления прецизионных деталей, работающих при температурах до 400 °С.

1.1 Классификация коррозионно-стойких высокопрочных (КВС)

хромоникелевых сталей

Коррозионно-стойкие стали применяют для изготовления деталей машин, приборов и конструктивных элементов (в основном сварных), работающих в разных агрессивных средах (влажная атмосфера, морская вода, кислоты, растворы солей, щелочей, расплавы металлов и др.). Легирование коррозионно-стойких сталей и сплавов преследует достижение высокой коррозионной стойкости в рабочей среде и обеспечение требуемого комплекса физико-механических характеристик (для высокопрочных сплавов - прежде всего высокий уровень прочности) [1].

Применение коррозионно-стойкой стали в машиностроении позволяет снизить энергоемкость и трудоемкость при производстве деталей. Стремление повысить коррозионную стойкость, прочность и снизить стоимость деталей в последнее время привело к разработке и внедрению как в нашей стране [2,3,4], так и за рубежом [5-8] большого количества новых марок сталей всех структурных классов.

В последнее время наблюдается увеличение использования низкоуглеродистых коррозионно-стойких сталей и сплавов в химической,

криогенной, пищевой и легкой промышленности, обусловленной их высокой стойкостью в агрессивных средах. Низкоуглеродистые коррозионно-стойкие стали применяются для изготовления сварного оборудования и трубопроводов, работающих в контакте с азотной кислотой и аммиачной селитрой, основных узлов оборудования для синтеза карбамида и капролактама, работающих в кипящей фосфорной и 10 % уксусной кислотах, сернокислых средах [9].

По структуре после термической обработки коррозионно-стойкие стали делятся на следующие классы: ферритный, мартенситный, аустенитный, аустенитно-мартенситный, аустенитно-ферритный, мартенситно-ферритный [10].

Мартенситные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (в слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства [10]. В 70-е годы в России был создан новый класс сталей, закаливающихся на воздухе, низкоуглеродистые мартенситные стали (НМС) [11]. Обобщая все известные в настоящее время результаты исследования структуры и свойств НМС, можно привести принципиальные сравнительные зависимости, определяющие широкое применение данного класса сталей в промышленности (рисунок 1.1,1.2), а также сформулировать основные преимущества сталей данного класса относительно ранее известных конструкционных сталей:

• высокая устойчивость аустенита к диффузионному превращению и отсутствие области бейнитного превращения. Это позволяет получать мартенситную структуру в изделиях большого сечения (до 200 мм) и отказаться от применения экологически вредных жидких закалочных сред при проведении термической обработки [12];

• сильное снижение закалочных напряжений. Высокое положение

мартенситной точки и подвижность не полностью закрепленных дислокаций

обеспечивают практически полную релаксацию закалочных напряжений

непосредственно в ходе закалки. В связи с этим изменение формы и размеров

ю

при закалке деталей из низкоуглеродистых мартенситных сталей незначительно [12];

• структурно-размерная стабильность сталей, закале