Отпускная хрупкость

У многих легированных конструкционных сталей, медленно охлажденных после высокого отпуска (450-600°), наблюдается резкое понижение ударной вязкости. Это явление называется отпускной хрупкостью.

У некоторых сталей, склонных к отпускной хрупкости, ударная вязкость при медленном охлаждении после отпуска снижается в 5-10 раз по сравнению с величиной ударной вязкости, получаемой при быстром охлаждении стали после отпуска. Следует отметить, что на остальные характеристики механических свойств стали скорость охлаждения после отпуска не оказывает существенного влияния. Отпускная хрупкость появляется также и в результате длительной выдержки стали при температурах отпуска 400 - 450°.

После продолжительной выдержки стали при указанных температурах скорость охлаждения уже не имеет значения - понижение ударной вязкости наблюдается даже при быстром охлаждении. Особенно склонны к отпускной хрупкости стали, содержащие более 0,8% хрома или более 1% марганца. Такие легирующие элементы, как никель, кремний и ванадий, не вызывают появления отпускной хрупкости стали. Однако они усиливают склонность стали к отпускной хрупкости, если находятся в ней совместно с марганцем или хромом.

Фосфор и азот при повышенном их содержании в стали также способствуют развитию отпускной хрупкости. Особенно ярко выраженная склонность к отпускной хрупкости наблюдается у следующих легированных конструкционных сталей: хромистой, марганцовистой, хромоникелевой, хромомарганцовистой, хромокремнистой и хромомарганцовистокремнистой. Причина резкого понижения ударной вязкости некоторых легированных сталей при медленном охлаждении после высокого отпуска точно еще не выяснена.

Ряд исследователей установил, что у некоторых легированных сталей при медленном их охлаждении после высокого отпуска выделяются в измельченном состоянии химические соединения металлов с углеродом, кислородом и азотом (карбиды, оксиды, нитриды и т. д.). Считают, что эти химические соединения, располагающиеся по границам зерен, и являются причиной отпускной хрупкости стали. Если стали, склонные к отпускной хрупкости, после высокого отпуска охлаждать быстро, то указанные соединения не успеют выделиться, и сталь сохранит высокую ударную вязкость. Следовательно, отпускная хрупкость не является неизбежным пороком стали.