Количественная оценка склонности стали к отпускной хрупкости

По величине ударной вязкости, измеренной при одной, обычно комнатной температуре, нельзя оценивать склонность стали к отпускной хрупкости. Необходимо измерять ударную вязкость при разных, в том числе отрицательных температурах, т. е. строить так называемые сериальные кривые.

Если сталь не находится в состоянии отпускной хрупкости, то у нее все равно при понижении температуры наступает известный для хладноломких металлов переход от вязкого разрушения к хрупкому, сопровождающийся резким снижением ударной вязкости в узком интервале температур (кривая 1 на рис. 2). Развитие отпускной хрупкости смещает интервал перехода от вязкого к хрупкому разрушению в область более высоких температур (кривые 2-4).

Рис.2. Зависимость ударной вязкости стали с 0,42% С, 0,77% Сг, 0,76% Мn и 0,036% Р от температуры испытаний после часового отпуска при 620° С с охлаждением в воде (1) и со скоростями охлаждения 660 (2), 100 (3) и 9° С/ч (4)

Если склонность стали к отпускной хрупкости оценивать по результатам испытаний только при одной температуре, то можно встретиться со следующими случаями (рис. 3). При температуре испытания Т₂ значения ударной вязкости в двух состояниях сильно различаются (именно этому случаю соответствуют условия испытаний на рис. 1). При температуре же испытания Т₁, которая может быть и комнатной, по величине ударной вязкости вообще нельзя выявить склонность к отпускной хрупкости, хотя в действительности эта хрупкость имеется (кривая 2 на рис. 3 смещена вправо по сравнению с кривой 1). Нельзя выявить отпускную хрупкость и испытаниями при низкой температуре Т₃. Таким образом, хотя приводимые в справочной литературе графики зависимости ударной вязкости при 20°С от температуры отпуска и представляют значительный интерес, отсутствие провалов ударной вязкости на таких графиках не может свидетельствовать, об отсутствии склонности стали к отпускной хрупкости.

Рис.3. Схема зависимости ударной вязкости от температуры испытания стали, не склонной к отпускной хрупкости (1), и стали в состоянии отпускной хрупкости (2)

Для оценки условной температуры перехода из вязкого состояния в хрупкое (Тх), называемой также критической температурой хрупкости и порогом хладноломкости, используют разные критерии: температуру достижения определенного уровня ударной вязкости (например, 30 Дж/см²), верхнюю границу или температуру середины переходного интервала, температуру, при которой 50% излома занято вязкой (волокнистой) составляющей, и др.