С течением времени под действием нагрузок и температурных колебаний сталь постепенно изменяет свои свойства, снижает пластичность и повышает упругость. Это свойство называется старением.
|
Старение – это изменение свойств малоуглеродистой стали без заметного изменения ее микроструктуры. |
Мы знаем, что в феррите в небольшом количестве присутствует углерод. С течением времени меняется растворимость углерода в феррите. Углерод стремится выделиться из феррита. При выделении он образует цементит Fe3C. Цементит размещается между зернами феррита, укрепляя перлитные прослойки. Укрепленные прослойки повышают прочность стали (увеличиваются предел текучести и предел прочности), но одновременно уменьшают ее пластичность (рис. 4.5). Это создает предпосылки к развитию хрупкого разрушения. В легированных сталях кроме углерода могут выделяться азот, нитриды и карбиды других элементов. Они производят аналогичное действие.
Перестройка структуры и изменение прочности и пластичности происходят в течение достаточно длительного времени, поэтому называется старением
Увеличению скорости старения способствуют:
а) механические воздействия и особенно развитие пластических деформаций, которые приводят к механическому старению. Механическое (деформационное) старение происходит при холодной деформации стали. Механические воздействия – приводят к изменению формы зерен.
б) температурные колебания, приводят к изменению, растворимости компонентов и поэтому их выделение приводят к термическому старению. Невысоким нагревом (до 150 - 200°С) можно резко усилить процесс старения. Термическое старение возникает также при резком снижении температур (например, с 700°С до 20°С).
От совместного действия механических воздействий и температуры интенсивность старения повышается.
Искусственное старение – усиление процесса старения. При пластическом деформировании и последующем небольшом нагреве ? невысоким отпуском ? (нагревом до 150°С) интенсивность старения резко повышается.
При старении увеличивается хрупкость т.к. снижается пластичность (относительное удлинение) и одновременно повышается прочность (рис. 4.5). Старение понижает сопротивление динамическим воздействиям и хрупкому разрушению, Поэтому в строительных конструкциях явление старения считают отрицательным. Наиболее подвержены старению стали, загрязненные и насыщенные газами, например кипящая сталь.
В алюминиевых сплавах используют старение для снижения пластичности и повышения прочности. Наиболее эффективно искусственное старение сплавов в результате термической обработки нагревом до 150°С.
