Рекристаллизация холоднодеформированного металла — ре-кристаллизационный отпуск (огжиг) является операцией, проводимой в целях восстановления свойств и строения мегалла, подвергшегося деформации ниже температуры рекристаллизации (холодная деформация). Как известно, при холодной деформации происходит существенное изменение свойств сталей — значительно повышаются характеристики прочности, снижаются характеристики пластичности и ударная вязкость. Также происходят изменения структуры — кристаллиты дробятся и приобретают вытянутую форму.

Нагрев холоднодеформированной стали выше температуры рекристаллизации приводит к восстановлению структуры с равноосными зернами, увеличению пластичности и вязкости, снижению прочности. Температура рекристаллизации конструкционных сталей 450—500 °С, для теплоустойчивых сталей она несколько выше. Обычно рекристаллизационный отпуск производится при температуре высокого огпуска стали.

Рекристаллизационный отпуск может улучшить свойства соединений после сварки давлением, так как при этом виде сварки деформация некоторых зон сварного соединения может протекать ниже температуры рекристаллизации, вследствие чего пластичность и вязкость металла в этой зоне понижаются. Рекристаллизационный нагрев, приводящий к росту новых зерен, способствуег прорастанию зерна через стык и тем самым повышает свойства сварного соединения.

Термомеханическая обрабогка (ТМО) стали заключается в пластической деформации, проводимой в целях создания повышенной плогности дислокаций. При последующей термической обработке эта плотность наследуется, что является фактором дополнительного повышения прочности. При высокотемпературной термомеханической обрабогке (ВТМО) деформация металла происходит при температуре выше температуры рекристаллизации. Сразу же после такой деформации следует закалка, а затем отпуск или старение. При низкотемпературной термомеханической обработке (НТМО) деформация производится при температуре ниже температуры рекристаллизации, потом следуют закалка и отпуск (или старение). При НТМО плогность дислокаций более высокая, более высокая и прочность, однако пластичность стали ниже, чем при ВТМО.

ВТМО может быть использована в целях повышения прочности сварных соединений, в основном углеродистых и низколегированных сталей. Для этого целесообразно применять проковку или прокатку сварного шва, нагретого до 850—950 °С. При последующем ^охлаждении повышается прочность металла шва и в определенной степени наследуется повышенная плотность дислокаций, созданная в процессе деформации. Если металл содержиг элеменгы, способные вызывать эффект дисперсионного упрочнения (ванадий, азот, титан и др.), то эффект упрочнения увеличивается. 164

Локальный нагрев хотя и не являегся видом термической обработки, но имеег существенное значение для получаемых после термообработки результатов. С локальным нагревом при термической обрабогке сварных соединений связаны два основных обстоятельства:

Во-первых, при термической обработке, как и при сварке, локальный нагрев вызываег возникновение остаточных напряжений, уравновешивающихся между нагревавшимися и ненагре-вавшимися зонами. Если локальной термической обрабогкой является высокий огпуск, то причиной возникновения остаточных напряжений являются только тепловые изменения объемов (см. рис. 8.5, г), если термической обрабогкой является нормализация, то остаточные напряжения будут определяться суммарным влиянием тепловых изменений объемов и структурных превращений. Для снижения уровня остаточных напряжений надо снижать скорость охлаждения после нагрева.

Во-вторых, в зонах перехода от локально нагреваемого участка к ненагреваемому будет имегь место градиент температур. При локальном высоком отпуске температуры будут изменяться от 700 до 20 °С, при локальной нормализации ог 950 до 20 °С. Нагрев в указанном интервале температур в разных участках переходной зоны можег вызвать изменение свойств стали. В участках, нагревающихся в интервале 300—450 °С, могуг выделяться ^дисперсная фаза и упрочняться участки, нагревающиеся до 700 °С (при локальной нормализации), могут происходить коагуляция карбидов и понижение прочности.

8.2. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ

Высоколегированные хромоникелевые стали даже при отсутствии дополнительного легирования малыми количествами кар-бидообразующих элементов (молибден, титан, ниобий и др.) чаще всего не являются однородными аустенитными, а после горячей или холодной прокатки содержат в различных количествах феррит и карбиды. Эти фазы аустенитной стали могут присутствовать одновременно. Наличие феррита и карбидов в аустенитной стали заметно сказывается на свойствах. Часто эти фазовые составляющие снижают коррозионную стойкость сталей, а также отрицательно сказываются на ее пластичности и ударной вязкости. Для получения однофазного аустенитного состояния стали подвергают аустенитизации.

Изменение фазового состояния аустенитной стали, определяющее изменение ее свойств, может быть проиллюстрировано диаграммой на рис. 8.9. Линия S—Е на этой диаграмме характеризует условия растворения карбидов в аустените при нагреве или выделение их из аустенита при охлаждении. Для аустенитизации сталей с содержанием углерода до 0,1 % нужен нагрев от 750