Часть III. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИЕ СТАЛИ

ВВЕДЕНИЕ

Разиигие авиации, космонавтики, ракетостроения - областей техники, 1ле соотношение общей массы конструкции и полезной грузоподъемности приобретает решающее значение, - привело к созданию новых видов сталей и сплавов, на которых посредством легирования и соответствующей термической обработки можно достичь высокий уровень прочности (а = 2000-2500 Н/мм") при хороших значениях пластичности и вязкости.

К середине 60-х годов эту группу материалов, получивших наименование "стареющий мартенсит" (Maraging steels), начала выпускать промышленность в виде металлопродукции различного сортамента: толстый и тонкий лист, сортовые виды проката, поковки, ленту, трубу.

В России стали этого типа известны под названием "мартенситно-стареющие стали". Благодаря усилиям специалистов ряда российских пред-нрнятий и организаций (ЦНИИЧМ им. И. П. Бардина, ВИАМ, ЦНИИМВ и др.) они достаточно хорошо изучены и их производство освоено отечественной промышленностью.

Мартенситно-стареющие стали содержат от 8 до 24 % Ni с добавками, чаще всего значительными, кобальта (8-12 %), молибдена (3-6 %), а также титана (1-2 %), алюминия (1-2 %) и др.

Высокий уровень прочности, достигаемый в этих сталях, обусловлен процессами старения в безуглеродистом (< 0,03 % С) мартенсите, кото-pbiii в исходном, несостаренном, состоянии обладает высокой пластичностью и относительно малой прочностью. Упрочнение сталей осуществляется при старении и обусловлено процессами "предвыделения" и образования высокодисперсных интерметаллидных фаз типа NiTi, NijTi, Ni(Ti Al), Ni,(Tl Al), Fe.Mo и др., когерентно связанных с матрицей.

Углерод для этих сталей является вредным элементом, т.к. при его наличии в стали вместо интерметаллидных фаз образуются карбиды, в том числе по границам зерен, что снижает пластичность и вязкость, а также уменьшает эффект интерметаллидного упрочнения.

Мартенситно-стареющие стали весьма технологичны в металлургическом и машиностроительном производстве. В закаленном состоянии мартенсит этих сталей пластичен и может подвергаться деформации, обработке режущим инструментом и т.д.

Исследованиями [1-6] установлено, что оптимальное сочетание прочности, пластичности, вязкости имеют сложнолегированные стали, содержащие: 9-18 % Ni, 7-9 % Со, 4-6 % Мо, 0,5-1,0 % Ti. После закалки с 800-850 °С в сталях формируется следующий комплекс механических свойств: а„,= 950-1 100 И/мм", о„ = 1100-1200 И/мм, = 18-20 %, ч/ = 70-80 %. Старение при 480-500 °С повышает прочность до а = 1800-2000 И/мм,

Мартенситтктареющие тли 179

п - 1900-2100 Н/мм при сохранении пластичности (65= 8-12 %, 41 = 40-00 с)-9\. Кроме того, мартенситно-стареющие стали с повышенным содержанием никеля (21-23%) обладают элинварными свойствами (ТКЧ = = ±10x10К [10]. Такое сочетание свойств мартенситно-стареющих сталей позволило решить ряд сложных технических задач в авиации, ракетостроении, судостроении, криогенной технике и др.

Библиографический список

Smith Н., Anderson R., Bigham G. Metal Progress. 1962. V. 82. № 5. P. 24-28. Decker R., Yeo R., Eash J., Bieber C. Mater Design Engng. 1962. V. 55. № 5. P. 31-38.

3. Перкас M. Д. ФММ, 1963. T 15. № 4. C, 20-26.

4. Peterson W. The Relation between the Structure and Mechanical Properties of Metals. Symposium 15. Teddington, 1963, - 160 p.

5 Peters D., Cupp G. TAIME. 1966, V. 236. № 10. P. 49-53.

6. Спектор Я. И., Воронина С. Н. МИТОМ. 1964. № 11. С. 50-55.

7 Перкас М. Д. МИТОМ. 1968. № 6. С. 48-53.

8. Перкас М. Д., Кардонский В. М. Высокопрочные мартенситно-стареющие стали,

- М.: Металлургия, 1970. - 224 с. 9 Поток Я. М. Высокопрочные стали. - М.: Металлургия, 1972. - 208 с. 10. Перкас М. Д, Русаненко В. В. ФММ. 1987. Т. 63. № 2. С. 371-380.