Легирующие элементы, за
исключением кобальта и отчасти никеля, понижают пластичность
холоднотянутой патентированной проволоки н поэтому для производства
сверхпрочной проволоки нежелательны. Легирование кобальтом в
количестве 2,0—4,0 % полезно, так как кобальт ускоряет распад
переохлажденного аустенита при патеитированни и несколько увеличивает
пластичность проволоки. Более высокие содержания кобальта могут
вызвать графитизацию стали и, как следствие, падение прочностных
свойств холоднотянутой проволоки.
Временное сопротивление
холоднотянутой сверхпрочной проволоки снижается при дополнительной
деформации другого вида (кручение, изгиб). Это обстоятельство необходимо
учитывать при изготовлении тросов и прядей путем свивки проволоки. При
этом падение временного сопротивления проволоки может составлять от 5 до
20 %.
Получение тоикопластинчатой
феррито-карбидной структуры возможно и при скоростном отпуске
(электроотпуске) закаленной стали. В работах В. Н. Гриднева, Ю. Я. Мешкова
и др. показано, что при скоростном отпуске закаленной стали в
интервале 500—650 °С можно получить пластинчатые выделения цементита,
такая структура обладает хорошей пластичностью и значительно упрочняется
при волочении. Достоинством такого метода является возможность
получения высокопрочной проволоки из легированных сталей типа ЗОХГСА,
38ХА, 15ХА. При этом проволока выдерживает большие степени обжатия (>80
%) и дает
0в >2000 МПа на диаметре 1,2 мм
при достаточно высокой пластичности. Такая проволока может быть
использована для изготовления высокопрочных теплостойких тросов. На
углеродистой проволоке с 0,8—0,9 %. С таким методом можно получить на
диаметре 1,2 мм 0В=
=2800—3000 МПа, при числе перегибов (показатель пластичности
для проволоки), равном 7—9.
5. Стали со сверхмелким зерном
Одним из способов
значительного увеличения прочности является получение
сверхмелкозернистых сталей (диаметр зерна порядка 10 мкм и меньше).
Получение сверхмелкого аустенитного зерна, а при закалке резкое
измельчение мартенситных пластин, можно осуществить при скоростной
аустенитизации с применением специальных методов сверхскоростного
нагрева и очень коротких выдержек при температурах, не намного
превышающих критические. Достоинством подобной обработки является
одновременное повышение вязкости разрушения Ки и ударной
вязкости (см. рис. 129) при высокой прочности.
Для сверхмелкозернистых сталей
наблюдается отклонение от известного закона Холла—Петча, согласно
которому между пределом текучести и величиной
й-''1 существует линейная зависимость. Это
отклонение обусловлено ограничением накопления дислокаций у границ
зерен из-за малой величины свободного пробега дислокаций и большой общей
плотности дислокаций в сверхмелкозериистом сплаве. Такое отклонение
наблюдается уже при измельчении зериа ниже балла 10 и значительно
усиливается при сверхмелком зерне порядка балла 14—15. В
высокопрочных сталях со структурой сверхмелкого мартенсита увеличение
предела текучести может достигать 10 %. Такие стали характеризуются
высокой конструктивной прочностью, т. е. сочетанием высокой
прочности, вязкости разрушения и ударной вязкости. Кроме того,
сверхмелкозернистая сталь имеет высокое сопротивление
усталости.
К недостаткам таких сталей
относится трудность, а иногда и невозможность, получения сверхмелкого
зерна путем сверхбыстрой аустени-