Введение до 0,4—0,5 % Мо и до
1,2—1,5 % XV уменьшает, а иногда полностью подавляет склонность стали к
обратимой отпускной хрупкости; при более высоком содержании этих
элементов хрупкость вновь усиливается.
В последние годы достоверно
установлена связь обратимой отпускной хрупкости с обогащением границ
зерен примесями, в первую очередь фосфором и его- химическими
аналогами: сурьмой, мышьяком, а также оловом. По степени влияния на
охрупчивание элементы располагаются в ряд БЬ, Р, Бп, Аэ, где наиболее
сильное влияние оказывает сурьма. Так, содержание сурьмы 0,001 % уже
вызывает значительное развитие хрупкости, повышая порог
хладноломкости после окрупчивающего отпуска почти на 100 °С. При таких же
содержаниях фосфор смещает порог хладноломкости на 40 °С. С помощью
методов электронной микроскопии (Оже-спектроскопия, метод обратного
расстояния быстрых ионов) проведена оценка сегрегации указанных
примесей на границах зерен. Установлено, что сегрегация примесей в
приграничных участках превышает объемную концентрацию этих элементов в
100—1000 раз, а толщина приграничного слоя сегрегации составляет лишь
несколько атомных слоев (до 1—2 нм). Так, на промышленных
хромоникелевых и хромомарганцевокремнистых сталях установлено, что в
приграничном слое сегрегации глубиной 0,5—1,0 нм концентрация БЬ, Р и Аэ
может достигать 5—20 % против сотых долей процента в теле
зерна.
Исследованиями этими же методами
выявлена значительная сегрегация на границах зерен легирующих
элементов (хрома, никеля, марганца и др.), которые значительно
увеличивают термодинамическую активность примесей и их приток к
границам. Молибден и вольфрам при оптимальных содержаниях не сегрегируют к
границам. Вследствие падения поверхностной энергии межзеренного сцепления
более чем на порядок происходит разрушение стали по границам аустенитных
зерен.
Разработаны и нашли широкое
практическое применение методы борьбы с обратимой отпускной
хрупкостью:
1. Легирование стали
молибденом (0,2—0,4 %) или его
аналогом вольфрамом в количестве, в три раза большем (0,6-1,2 %).
2. Ускоренное охлаждение
(вода или масло) после высокого отпуска.
3. Снижение содержания
вредных примесей, особенно фосфора.
