Temperierte Sprödigkeit bezieht sich auf die Versprödung von abgeschrecktem Stahl in einem bestimmten Anlassbereich oder das langsame Abkühlen von der Anlasstemperatur durch den Temperaturbereich. Die Anlasssprödigkeit lässt sich in die erste Anlasssprödigkeit und die zweite Anlasssprödigkeit unterteilen.
Die erste Art der Anlasssprödigkeit, auch bekannt als irreversible Anlasssprödigkeit, tritt hauptsächlich auf, wenn die Anlasstemperatur 250 ~ 400 beträgt, nach dem Verschwinden der Wiedererwärmungssprödigkeit, wiederholtes Anlassen in diesem Intervall, tritt keine Sprödigkeit mehr auf.
Die zweite Art der Anlasssprödigkeit, auch als reversible Temperiersprödigkeit bekannt, tritt bei einer Temperatur von 400 ~ 650 auf, wenn die Wiedererwärmungssprödigkeit verschwindet, sollte schnell abgekühlt werden, nicht im Intervall von 400 ~ 650 für eine lange Zeit bleiben oder langsam abkühlen, sonst wird das katalytische Phänomen wieder auftreten. Das Auftreten von Anlasssprödigkeit hängt mit den im Stahl enthaltenen Legierungselementen wie Mangan, Chrom, Silizium und Nickel zusammen, die dazu neigen, Anlasssprödigkeit zu erzeugen, während Molybdän und Wolfram dazu neigen, die Anlasssprödigkeit zu schwächen.
Die Anlasssprödigkeit von erstklassigem Anlasssprödigkeitslegierungsstahl nach dem Abschrecken im Bereich von 250 bis 400 Anlassen ist eine intergranulare Bruchcharakteristik und kann nicht durch Wiedererwärmungsmethode beseitigt werden, daher wird sie auch als irreversible Anlasssprödigkeit bezeichnet. Es wird hauptsächlich produziert aus legiertem Baustahl. Die erste Art der Anlassversprödung wird beim Anlassen zwischen 200 und 350 auch als geringe Anlassversprödung bezeichnet. Wie bei der ersten Art der Anlassversprödung und dem anschließenden auf eine höhere Temperatur erhitzten Anlassen kann die Versprödung beseitigt werden, so dass die Schlagzähigkeit wieder ansteigt .An diesem Punkt, wenn der Temperaturbereich von 200 ~ 350 Grad anlässt, erzeugt das Anlassen keine solche Sprödigkeit. Die erste Art der Anlassversprödung ist also irreversibel, kann also auch als irreversible Anlassversprödung bezeichnet werden. Die erste Art der Anlassversprödung existiert in fast allen Stählen. Zum Beispiel hat Cr-Mn-Stahl mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt eine geringe Schlagzähigkeit bei 350 nach dem Anlassen. Die erste Art der Tempersprödigkeit besteht nicht nur darin, die Schlagzähigkeit bei Raumtemperatur zu verringern, sondern auch die Übergangstemperatur zwischen duktil und spröde auf 50% FATTe [die Schlagzähigkeit von Stahlmaterial mit verringerter Prüftemperatur zu verringern, wenn die entsprechende Temperatur deutlich abnimmt, selbst wenn das Stahlmaterial von der Elastizitätszustands-Übergangstemperatur wird die duktil-spröde Übergangstemperatur für den spröden Zustand genannt, mit 50% FATT (), wie in den mechanischen Eigenschaften des Metalls gezeigt] steigen, die Bruchzähigkeit KIe sinken. Wie Fe-0.28C-0.64Mn-4.82Mo-Stahl nach 225 Anlassen beträgt KIe 117.4 Mn/m und nach 300 Anlassen aufgrund der Entstehung der ersten Art von Anlassen Sprödigkeit, so dass KIe auf 73.5 Mn/m reduziert wird Der erste Typ von Anlasssprödigkeit ist ein intergranularer Bruch, aber einige wenige sind transgranulare Spaltungsbrüche.
Die Hochtemperatur-Anlasstemperatur beträgt 500 bis 600 ° C, und die Temperatur wird vor dem Abkühlen für eine angemessene Zeit gehalten. Sie wird hauptsächlich zum Anpassen der Struktur von Gussstahl nach dem Abschrecken oder Normalisieren verwendet, um Gussteile aus Kohlenstoffstahl, niedrig- und mittellegiertem Stahl herzustellen mit hoher Festigkeit und guter Zähigkeit. Die Anlassversprödung ist ein Problem, dem beim Anlassen von Gussteilen aus legiertem Stahl Beachtung geschenkt werden muss. Tritt in den folgenden zwei Temperaturbereichen auf. Sprödigkeit bei 250 bis 400 °C: Die abgeschreckte martensitische Struktur von Gussstahl erzeugt in diesem Temperaturbereich Anlasssprödigkeit. Wenn die Anlasstemperatur etwas höher als die Sprödzone ist, kann die Anlasssprödigkeit beseitigt werden. Und nach dem Anlassen im obigen Temperaturbereich tritt keine Anlasssprödigkeit auf, daher wird es oft als erste Art der Anlasssprödigkeit bezeichnet. Sprödigkeit bei 400 bis 500 °C (oder sogar 650 °C): Dies tritt bei den meisten niedriglegierten Stahlgüssen auf, d. h. Hochtemperatur-Anlasssprödigkeit von Stahlguss. Die Sprödigkeit kann beseitigt werden, indem Stahlgussteile, die innerhalb dieses Temperaturbereichs Sprödigkeit hervorgerufen haben, auf mehr als 600 °C (oder 650 °C) erhitzt werden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung in Wasser oder Öl. Bei Gussteilen, bei denen die Sprödigkeit beseitigt wurde, tritt die Sprödigkeit jedoch wieder auf, wenn sie auf die Temperatur erhitzt wird, bei der die Anlasssprödigkeit auftritt. Dies wird oft als Anlassversprödung vom Typ II bezeichnet.
1. Die erste Art der Anlasssprödigkeit (auch bekannt als Niedertemperatur-Anlasssprödigkeit oder irreversible Anlasssprödigkeit) Temperaturbereich: 200 ~ 350 ° C
Ursachen:
1. Schädliche Verunreinigungselemente S, P, As, Sn, Sb, Cu, H, O führen zur ersten Art der Anlasssprödigkeit
2. Mn, Si, Cr, Ni, V fördern die erste Art der Anlassversprödung, Nickel-Si-Koexistenz spielt auch eine Rolle bei der Förderung der Anlassversprödung Temperatur Chrom-Silizium
3. Je größer das Austenitkorn ist, desto mehr Restaustenit ist vorhanden und desto schwerwiegender ist die Anlassversprödung des ersten Typs
4. Die Bildung von Verunreinigungselementen und einer dünnen Carbidschale in der austenitischen Korngrenze verringert die Korngrenzenfestigkeit
Gegenmaßnahmen:
1. In diesem Temperaturbereich nicht temperieren
2. Stattdessen wird isothermes Abschrecken verwendet
3. Verunreinigungselemente im Stahl reduzieren
4. Austenitkorn verfeinern
2. Die zweite Art der Anlasssprödigkeit (Hochtemperatur-Anlasssprödigkeit, reversible Anlasssprödigkeit) Temperaturbereich: 450 ~ 650 ° C
Ursachen:
1. Verunreinigungselemente P, Sn, Sb, As, B, S verursachen Sprödigkeit
Bei Chromnickelstahl hat Antimon den größten Einfluss, Zinn den zweitgrößten
Beim Chrom-Mangan-Stahl spielt Phosphor die wichtigste Rolle, gefolgt von Antimon und Zinn
Phosphor ist für Weichstahl wirksamer als Zinn
Die Wirkung von Zinn auf Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist größer als die von Phosphor
2.Fördern Sie die zweite Art von Temperiersprödigkeitselementen sind Ni, Cr, Mn, Si, C, diese Elemente und Verunreinigungselemente verursachen gleichzeitig Sprödigkeit
Bei einem Element in Stahl ist die Sprödigkeit von Mangan am höchsten, gefolgt von Chrom und Nickel
Das gleichzeitige Vorhandensein von zwei Elementen verstärkt die Versprödung
3. Mo, W, V, Ti und Seltenerdelemente können der Anlassversprödung widerstehen
4. Eine zu langsame Abkühlgeschwindigkeit nach dem Anlassen führt zu Sprödigkeit
5. Das Austenitkorn ist groß
6. Der Mechanismus der Sprödigkeit ist die Theorie der Korngrenzenausscheidung und Korngrenzenseigerung
Gegenmaßnahmen:
1. Reduzieren Sie Verunreinigungselemente im Stahl
2. Nb, Vanadium und Titan werden hinzugefügt, um Austenitkörner zu verfeinern
3. Hinzufügen der zweiten Art der Anlasssprödigkeit der Elemente Molybdän und Wolfram
4. Vermeiden Sie das Anlassen bei 450 ~ 650 ° C, die nach dem Anlassen schnell abgekühlt werden sollten
5. Verwendung von Abschrecken bei Untertemperatur und Abschrecken von Gießabwärme zum Reduzieren und Kräuseln der zweiten Art der Anlasssprödigkeit (ENDE)
Die Anlasssprödigkeit bezieht sich auf den Anlassvorgang von Stahl nach dem Abschrecken. Mit der Erhöhung der Anlasstemperatur werden die Härte und Festigkeit der Stahlmatrix reduziert, während die Plastizität und Zähigkeit verbessert und verbessert werden. Wenn jedoch in einem bestimmten Temperaturbereich angelassen wird, steigt die Zähigkeit mit dem Anstieg der Anlaßtemperatur und es gibt einen Tiefpunkt oder eine Abnahme des Phänomens, dieses Phänomen wird Anlaßsprödigkeit genannt. Im Allgemeinen wird Sprödigkeit durch eine niedrige Anlasstemperatur oder eine unzureichende Anlasszeit verursacht. Dies kann verhindert und behoben werden, indem eine vernünftige Anlasstemperatur und ein ausreichendes Anlassen gewählt werden. Die Sprödigkeit von Baustahl ist in Abb. 1 dargestellt. Bei gewöhnlichen Nickel- und Chromstählen ist die Anlasssprödigkeit sehr deutlich. Beim Anlassen von Stahl können zwei Arten von Sprödigkeit auftreten: Eine Sprödigkeit, die normalerweise im Bereich der Anlasstemperatur von 200 bis 400 liegt, je länger, desto offensichtlicher, und hat nichts mit der Abkühlgeschwindigkeit nach dem Anlassen zu tun, tritt häufig bei Kohlenstoffstahl auf und legierter Stahl, die Anlassversprödung selbst angelassen, schnelles Kalt- oder Wiedererwärmungsanlassen sind unvermeidlich, bekannt als die erste Art von Anlassversprödung, auch bekannt als irreversible Anlassversprödung und Niedertemperatur-Anlasssprödigkeit oder Martensit-Anlasssprödigkeit usw. Eine weitere Sprödigkeit tritt in einigen auf Legierter Baustahl, für direktes Erhitzen im Temperaturbereich von 450 ~ 550 Temperieren oder höher als 600 Temperieren und langsames Abkühlen im Intervall von 450 ~ 550, hat nichts mit der Wärmeerhaltungszeit zu tun und ist mit der Abkühlgeschwindigkeit verbunden Methoden zu beseitigen Diese Art von Sprödigkeit wird wieder auf über 600 erhitzt, schnelles Abkühlen kann beseitigt werden, kann das Auftreten von Anlasssprödigkeit, der Sprödigkeit, verhindern der zweiten Kategorie der Anlassversprödung, auch bekannt als reversible Anlassversprödung, Anlassversprödung bei hoher Temperatur oder Anlassversprödung usw.
Abb. 1 Schematische Darstellung der Anlassversprödung von Baustahl
(1) Die Charpy-Schlagenergie der ersten Art von vergüteten spröden Stahlteilen nach dem Abschrecken hat einen Tiefpunkt in der ersten Art des vergüteten spröden Bereichs mit der Änderungskurve der Anlasstemperatur. Der mechanische Eigenschaftsindex von Stahl hat eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber der ersten Art von angelassener Sprödigkeit und hängt mit dem Belastungsmodus zusammen. Es sollte beachtet werden, dass z. B. das Vorhandensein von Spannungskonzentrationen, Stößen oder einer Torsionsbelastung von Teilen erforderlich ist Größere Plastizität und Zähigkeit mit Festigkeit, das Auftreten der ersten Art von Anlasssprödigkeit erhöht das Risiko von Sprödbruch von Teilen, so dass es sich um einen Wärmebehandlungsfehler handelt. Solche Abhilfemaßnahmen sind das erneute Abschrecken gemäß der Spezifikation des Wärmebehandlungsverfahrens, von dem allgemein angenommen wird, dass es auf die Zersetzung von Carbiden aus Martensit zurückzuführen ist, wodurch die Bruchfestigkeit der Korngrenzen verringert und die spröde Zone des Anlassens vermieden wird. Durch eine entsprechende Erhöhung des Siliziumgehalts im Werkstoff kann die Sprödigkeit des Tieftemperaturanlassens verringert werden, was bei der Werkstoffauswahl ernsthaft berücksichtigt werden sollte.
(2) Die zweite Art der Anlassversprödung wird hauptsächlich in der Stahllegierung mit Chrom, Nickel, Mangan, Silizium und anderen Legierungselementen aufgrund der Anreicherung von Antimon, Phosphor, Zinn, Arsen und anderen Verunreinigungselementen erzeugt Korngrenze, also verstärken Sie die Sprödigkeit der Korngrenze, die durch Anlassen der Sprödigkeit verursacht wird. Die Eigenschaften dieser Stahlsorte sind wie folgt.
Wenn der abgeschreckte Stahl getempert oder langsam innerhalb des Sprödigkeitstemperaturbereichs (500 ~ 650) geführt wird, tritt die Anlasssprödigkeit auf. Je länger die Verweil- oder Haltezeit ist, desto deutlicher wird die Sprödigkeit.
Dadurch nahm die Kerbschlagzähigkeit der Teile bei Raumtemperatur deutlich ab.
Die Sprödigkeit des Anlassens hängt mit der Abkühlgeschwindigkeit nach dem Anlassen zusammen, und die Sprödigkeit kann durch schnelles Abkühlen unterdrückt oder abgeschwächt werden.
Diese Art der Anlassversprödung ist reversibel, die Versprödung kann beseitigt werden, wenn der Stahl bei hoher Temperatur angelassen und dann schnell abgekühlt wurde, und die Versprödung tritt wieder auf, wenn der Stahl im Bereich der Versprödungstemperatur angelassen wurde.
Eine solche Anlasssprödigkeit führt zu einem Sprödbruch des Stahls entlang der Korngrenzen.
Die zweite Art der Anlassversprödung der Unterdrückung und Vorbeugungsmaßnahmen sind wie folgt.
Beim Stahlschmelzprozess kann der Gehalt an P, Sb, Sn, As und anderen schädlichen Verunreinigungen in geschmolzenem Stahl reduziert werden, um deren Entmischung an den Korngrenzen zu verhindern.
Durch die Zugabe von 0.2 % ~ 0.5 % Mo oder 0.4 % ~ 1.0 % W zum Stahl wird Molybdän verwendet, um die Segregation und Diffusion von Verunreinigungselementen wie P in Richtung der Korngrenze oder die Auswahl von Stahl mit Molybdän oder Wolfram zu verlangsamen , die beide die Anreicherung von Verunreinigungselementen an der Korngrenze reduzieren, indem sie ihre Diffusion verhindern.
Hochtemperaturanlassen nach dem Ende des schnellen Abkühlens oder so weit wie möglich, um die Teile in der spröden Temperatur Verweilzeit und schnelles Abkühlen nach dem Anlassen zu verkürzen.
Durch unvollständiges Abschrecken oder Zwei-Phasen-Abschrecken können feine Körner zur Verringerung und Beseitigung der Anlasssprödigkeit erhalten werden. Andererseits können Verunreinigungen im Ferrit konzentriert werden, um eine Seigerung zur Korngrenze hin zu vermeiden.
Das Austenitkorn wurde verfeinert.
Die Anlasssprödigkeit von Stahl kann durch Hochtemperatur-Verformungswärmebehandlung beseitigt werden.
Wenn die Teile lange nitriert werden, sollte Molybdänstahl mit geringer Anlassversprödungsempfindlichkeit ausgewählt werden. Die Gasnitridierung der Teile erfolgt im Bereich von 500 bis 550, mit einer langen Zeit (40 bis 70 h) und einer dicken Permeation Schicht, normalerweise im Bereich von 0.3 ~ 0.6 mm. Stickstoffverwendung mit guter Abriebfestigkeit, hohe Anforderungen an die Ermüdungsfestigkeit des Wärmebehandlungsprozesses von Präzisionsteilen, aber es ist wichtig zu beachten, dass, um die Sprödigkeit der Oberfläche der Teile zu verringern, nach Erfüllung der Anforderungen der Infiltrationsschicht eine Rückstickstoffbehandlung erfolgen sollte (540 ~ 560 x 2 ~ 3 h, die Ammoniakzersetzungsrate liegt über 80%), der Prozess ist ein sehr wichtiges Glied, da sonst ein vorzeitiger Ausfall der Teile verursacht wird und die normale Verwendung von Ersatzteilen direkt beeinträchtigt wird.