2.3 Результаты исследования

2.4.

Из представленных данных видно (таб. 2.3), что в процессе деформационного старения во всех сталях происходит повышение прочностных характеристик и снижение пластичности.

Во всех сталях при значительном, на 40 %-50 %, снижении относительного удлинения, относительное сужение изменяется незначительно на 5 %, что свидетельствует об охрупчивание металла [15].

Из графика на рис 2.4 видно, что до деформационного старения сталь Х80 характеризуется высокими значениями ударной вязкости вплоть до температуры испытания -80°С. При этом доля вязкой составляющей в изломе образцов составляет не менее 80%. Значение ударной вязкости стали 10Г2ЮБФ соответствуют нормативным требованиям вплоть до температуры испытания -60°С.

Таблица 2.3- Механические характеристики стали Х80, 10Г2ФБЮ, 17ГС до и после деформационного старения

Сталь 10Г2ФБЮ (категории прочности К60) характеризуется высоким сопротивлением хрупкому разрушению, как при положительных, так и при отрицательных (вплоть до -60°С) температурах испытания.

9              П

^¦9 Дж/см при температуре -20 С. В свою очередь значение ударной вязкости стали 17ГС (категории прочности К55) соответствуют нормативным требованиям вплоть до температуры испытания -40°С. В результате деформационного старения сопротивление металла разрушению уменьшается. Значение ударной вязкости понижается. При этом у стали Х80

(категории прочности К65) это понижение незначительно вплоть до температуры -60°С. В диапазоне температур -60°С - -80°С наблюдается снижение KCV практически на порядок: от 2,9 МДж/м до 0,25 МДж/м2. Степень старения (С) в указанном диапазоне температур изменилась от 20% до 92% для сталей различной категории прочности.

Зависимости ударной вязкости и доли волокна в изломе от температуры испытаний стали категории прочности К65 до и после деформационного старения представлены на рисунках 2.4 и 2.5 соответственно.

Из графика рисунке 2.5 видно, что для основного металла характерна 100 % доля волокна в изломе при весьма низких температурах испытаний, только при температуре -80°С доля волокна в изломе составляет 95%, что подтверждает высокие прочностные и пластические свойства стали категории прочности К65. После деформационного старения для стали Х80 температура вязко-хрупкого перехода оставляет -70°С, а его ударная вязкость резко снижается при температурах ниже -60°С.

Температура испытания, tОС

До Деф. стар. -»- После Деф. стар

Рисунок 2.4 - Зависимость ударной вязкости основного металла и металла до и после деформационного старения от температуры испытаний стали Х80

100

m 90

ф

s о с

со S

ш

(б X

ас

о

Ц

О

CQ

Ds

с; о СС

80 70 60 50 40 30 20 10 0

-80

20

40

-60              -40              -20              0

Температура испытаний, tОС

До Деф.

Рисунок 2.5 - Зависимость доли волокна в изломе основного металла и металла до и после деформационного старения от температуры испытаний стали Х80

У стали 10Г2ФБЮ после деформационного старения отмечается снижение ударной вязкости. Например, даже при температуре -40 °С KCV "состаренного" металла уменьшается почти в 2 раза по сравнению с основным с 1,18 МДж/м2 до 0,59 МДж/м2.

На графике рисунка 2.6 видно, что сталь 10Г2ФБЮ, относящаяся к стали категории прочности К60, только при 0°С наблюдается 100% волокна в изломе, потом доля волокна падает, так же, как и значение ударной вязкости. Уже при температуре -40°С наблюдается снижение ударной вязкости у «состаренного» металла почти в 2 раза по сравнению с основным металлом.

Температура испытания, tОС

¦—До Деф. стар. 10Г2ФБЮ -«—После Деф. стар. 10Г2ФБЮ

Рисунок 2.6 - Зависимость ударной вязкости основного металла и металла до и после деформационного старения от температуры испытаний

стали 10Г2ФБЮ

—¦—До Деф. стар. 10Г2ФБЮ —¦—После Деф.стар. 10Г2ФБЮ

Рисунок 2.7 - Зависимость доли волокна в изломе основного металла и металла до и после деформационного старения от температуры испытаний

стали 10Г2ФБЮ

У стали 17ГС (рисунок 2.8) с понижением температуры от плюс 20 до минус 40 °С значение KCV уменьшается с 0,95 до 0,2 МДж/м2 (для контролируемой прокатки) и с 1,04 до 0,3 МДж/м2 (нормализованном состоянии), и, соответственно, уменьшается доля волокна в изломе от 75- 80% (при температуре 20 °С) до 10 % (при температуре -40 °С) для обоих состояний.

После деформационного старения отмечается резкое снижение значений ударной вязкости. Например, даже при температуре 20 °С KCV

О              9

уменьшается с 0,85 МДж/м до 0,36 МДж/м .

При этом с понижением температуры от +20 до -40 °С значение KCV

Л

уменьшается с 0,95 до 0,2 МДж/м (для контролируемой прокатки) и с 1,04 до 0,3 МДж/м2

10

20

-60 -50 -40 -30 -20 -10

Температура, град.С

-¦—До Деф.

Рисунок 2.8 - Зависимость ударной вязкости основного металла и металла после деформационного старения от температуры

испытаний стали 17ГС

[ —«— Основной металл 17ГС —¦— После деф старения 17ГС |

Рисунок 2.9 - Зависимость доли волокна в изломе основного металла и металла после деформационного старения от температуры испытаний стали 17ГС

Рисунок 2.10 - Зависимость Т50 для трех сталей до и после деформационного старения

С,7о

Рисунок 2.11 - Изменения значения коэффициента деформационного старения в зависимости от температуры испытания.

1- сталь Х80, 2- сталь 10Г2ФБЮ, 3- сталь 17ГС

На рисунках 2.10 и 2.11 сопоставлены данные об изменении Т50 и С коэффициента деформационного старения рассмотренных сталей.

Из рисунков 2.10 и 2.11 видно, что деформационное старение оказывает неблагоприятное влияние на стали всех категорий прочности от К55 до К65.

Но в большей степени это влияние проявляется для сталей более низкой категории прочности с ферритно-перлитной структурой.

Таблица 2.4 - Результаты испытаний на ударную вязкость сталей различной категории прочности К52, К60, К65 до и после деформационного старения