ем фосфора, собирающимся еще при
нагреве под закалку, около 850 °С. Обогащение границ фосфором доходит до
2...3 порядков, а для разрушения достаточно 3 % (ат.) Р в моноатомном
слое. Поэтому обычная (в ГОСТ 4543) норма < 0,025 % Р для высокопрочной
стали неприемлема.
Разрушение по границе начнется,
когда концентрация напряжений у границы достигнет некоторого критического
уровня озг, зависящего от содержания фосфора на
ней.
Величина ударной вязкости
складывается из работы пластического изгиба образца и собственно
разрушения. Сопротивление пластическому течению о(7) с охлаждением растет.
Поэтому чем ниже температура, тем при меньшей обшей деформации будет
достигнуто о (Г) = озг и начнется зернограничное разрушение.
Так фосфор вызывает хладноломкость, которая отличается от «обычной»
тем, что излом зернограничный. Чем крупнее зерно, тем сильнее концентрация
напряжений у его границ, и тем раньше и сильнее проявляется
зернограничная хрупкость.
Для выделения интерметаллидов
нужен более высокий отпуск - около 500 °С. При этой температуре
аналогичные сегрегации и зернограничное охрупчивание дают также
сурьма и олово (при их концентрации в стали ~10"3 %).
Поэтому высокопрочные стали должны быть чистые и мелкозернистые. Им нужны
микродобавки сильных карбидо-образователей, чтобы наночастицы (10...100нм)
карбонитридов (TiC, NbC, VC), устойчивые при температуре растворения
интерметаллида, воспрепятствовали росту зерна аустенита.
Действие фосфора и сурьмы отчасти
нейтрализуется молибденом, который замедляет их сегрегацию, образуя
трудноподвижные пары атомов Мо—Р. Но молибден уйдет из твердого раствора,
если образует собственный карбид Мо2С. Фосфор связывают
также в нерастворимый фосфид редкоземельными элементами. Наилучшей мерой
против зернограничной хрупкости стали 25Н12К10М6 оказалось введение в
хорошо раскисленный расплав комплекса: 0,07 % Се, 0,05 % Mg, 0,03 %
Nb, 0,005 % В.
Необратимую отпускную
хрупкость после отпуска при 350 °С вызывает и разрушение по
границам реек, где от распада прослоек остаточного аустенита выпадают
ленты цементита. Аналогичное явление в безуглеродистых
мартенситно-стареющих сталях — хрупкость от «перестарения», когда по
границам реек частицы интерметаллида укрупняются.
Выплавка.
Высокопрочные стали получают обычно переплавными процессами:
электрошлаковым (ЭШП), вакуумно-индукиионным (ВИ), вакуумно-дуговым (ВДП),
электроннолучевым (ЭЛП). Используют двойной переплав: ВИ + ВДП, ВДП +
ЭЛП. При этом ЭШП удаляет серу, но
