Высокопрочные стали

Это стали с s_В более 1500 МПа, которое достигается при закалке и низком отпуске средне- и высокоуглеродистых комплекснолегированных сталей. Однако такое упрочнение влечет снижение пластичности и вязкости, и эти стали применяют при отсутствии динамических нагрузок. Высокопрочное состояние может быть получено несколькими способами:

1- легирование сталей с 0,4-0,5% С элементами как Cr, V, Mo, Si, W. Эти элементы тормозят разупрочняющие процессы при нагреве до 200-300^оС. При этом получают мелкое зерно, снижается порог хладноломкости. Пример - 30ХГСНА, 40ХГСН3ВА и др. После ТО на нижний бейнит (зак+НО или изотермическая закалка) приобретают прочность s_В =1600-1800 МПа при d=15-20%, KCU=0,40 МДж/м².

2- применение ТМО. Так стали 30ХГСА, 40ХН и др после низкотемпературной ТМО имеют s_В =2800 МПа. Механизм упрочнения - частичное выделение углерода из аустенита при деформации облегчает подвижностьдислокаций в мартенсите, повышая пластичность.

3- мартенситостареющие стали - упрочнение достигается совмещением 2 механизмов упрочнения: мартенситного превращения и старения мартенсита. Мартенситное превращение протекает по второму механизму и образуетсяреечный мартенсит. Основной легирующий элемент - никель -17-25%, для более эффективного процесса старения мартенсита дополнительно легируют Ti, Al, Mo, Nb, Co. Примеры - 03Н18К9М5Т. Достоинства сталей- высокая технологичность, высокие прочность и вязкость, достигаются специальной термообработкой: закалка при 800-860^оС на воздухе и старение при 450-500^оС, при котором перераспределяются легирующие элементы и выделяются интерметаллидные фазы NiTi, Ni₃(Ti,Al) когерентно матричной фазе. Сталь имеет свойства прочность s_В =2000 МПа, d=12%, KCU=0,50 МДж/м², при -196^оС прочность s_В = 2400 МПа, d=10%, KCU=0,30 МДж/м², сталь теплоустойчива при 450^оС.

4- ПНП (ТРИП) (пластичность, наведенная превращением) стали - относятся к аустенитному классу (30Х9Н9М4Г2С2). После закалки с 1000-1100^оС получают твердый раствор аустенита, Мн и Мд ниже 0^оС, который деформируют при 450-600^оС. При деформации происходит наклеп аустенита, выделяется углерод из твердого раствора с образованием дисперсных карбидов (дисперсное упрочнение). Благодаря этому аустенит обедняется легирующими элементами, и точка Мд смещается в область положительных температур, а точка Мн остается ниже комнатной температуры. В результате сталь имеет высокую прочность - s_В =1800 МПа при пластичности 30%. Высокая пластичность обусловлена различием температурных уровней мартенситного превращения.