КРЕМНИСТАЯ СТАЛЬ
Инструментальные стали, в к-рых кремний содержится вместе с др. легирующими элементами. Кремний повышает критические точки А1 и А3 при нагреве и охлаждении, сужает гамма-область, несколько увеличивает стойкость переохлажденного аустенита и выделяет особо область промежуточного превращения.
Температура мартенситного превращения при легировании кремнием не изменяется. Кремний несколько увеличивает и прокаливамость сталей. Мех. (прочностные) и технологические св-ва кремнистая сталь улучшаются вследствие воздействия кремния на состояние матричной фазы (альфа-твердого раствора) и карбидов после термической обработки.
В закаленной стали кремний мало влияет на субструктуру и морфологию кристаллов мартенсита, который в пружинной стали (0,5 — 0,7% С) является внутренне двойни-кованным. При отпуске мартенсита кремний повышает стойкость эпсилон-карбида и т-ру его превращения в цементит. Уменьшая скорость диффузии углерода в альфа-твердом растворе, кремний тормозит коагуляцию карбидов.
Кроме того, он стабилизирует субструктуру альфа-фазы и повышает т-ру рекристаллизации. В кремнистой стали после закалки и отпуска альфа-фаза имеет более измельченную субструктуру и более дисперсные частицы карбидов, чем в углеродистой стали после отпуска при такой же т-ре.
Эти особенности структуры и атомного строения альфа-твердого раствора, в к-ром кремний создает направленные хим. связи и вызывает процесс упорядочения, повышают сопротивление движению дислокации при воздействии не только макро-, но, что особенно важно, и микродеформации и определяют основные св-ва пружинных сталей (предел упругости, релаксационную стойкость, усталостную прочность).
Обладая хорошим комплексом мех. св-в, кремнистая сталь в то же время отличается значительной зональной ликвацией углерода и дендритной ликвацией кремния, ей присуще сильное обезуглероживание в процессе горячего пластического деформирования и термической обработки.
Обезуглероживание кремнистой стали обусловливается происходящей (под действием кремния) диффузией углерода в аустените, что вызывает резкое уменьшение усталостной прочности (в обезуглсроженном слое появляются растягивающие остаточные напряжения).
Кремнистая сталь отличается также сравнительно низкой прокаливаемостью и склонностью к росту зерна при повышенной т-ре (более 950° С). Эти недостатки в значительной степени устраняют дополнительным легированием хромом, хромой и ванадием, вольфрамом и никелем. Для улучшения св-в стали чаще всего используют закалку и среднетемпературный отпуск .
После изотермической закалки на нижний бейнит с выдержкой при т-ре несколько выше или даже ниже т-ры мартенеитного превращения (обычно при т-ре 320— 280° С) повышаются пластичность и вязкость, а также усталостная прочность стали марок 60С2 и 65С2ВА при такой же прочности, что и после закалки и отпуска. Однако предел упругости и релаксационная стойкость кремнистой стали несколько меньше. Повышают их дополнительным отпуском при той же т-ре, что и изотермическое превращение в процессе закалки.
Высокотемпературная термомеханическая обработка кремнистой стали марки 55С2 (т-ра аустенитизации 950° С, степень деформации 25 %, охлаждение в масле и последующий отпуск при т-ре 250° С в течение 1 ч) увеличивает предел прочности на разрыв до 252 кгс/мм2, предел текучести до 208 кгс/мм2, относительное удлинение до 5% и относительное сужение до 27%, что значительно выше, чем после обычных закалки и отпуска. Предел упругости стали марки 60С2 повышают динамическим старением, заключающимся в закалке, низкотемпературном отпуске при т-ре 150° С и окончательном отпуске при т-ре 300° С под нагрузкой, соответствующей напряжению 210 кгс/мм2.
Где получают кремнистую сталь
Кремнистая сталь выплавляют в мартеновских и электр. печах, методом электрошлакового переплава, поставляют в горячекатаном или отожженном состоянии в виде прутков, полос, лент и проволоки, используют в авто-, тракторо-и станкостроении и на железнодорожном транспорте. Из нее изготовляют пружины, рессоры, подвески, торсионные валы и др. изделия. Марки и хим. состав кремнистая сталь приведены в ГОСТе 14959—69.
Статья на тему кремнистая сталь