La fragilité à la trempe, en tant que phénomène courant lors du traitement thermique des métaux, a un impact significatif sur les propriétés mécaniques des matériaux, en particulier sur la ténacité. Cet article partira du concept de base de la fragilité de l'humeur, discutera en détail de ses causes de formation et proposera les méthodes de prévention correspondantes.
1. Concept de base de la fragilité de l'humeur
La fragilité par revenu, comme son nom l'indique, fait référence au phénomène de fragilisation qui se produit lorsque le métal est revenu après trempe. Selon la plage de températures de revenu qui produit la fragilité, la fragilité par revenu peut être divisée en fragilité à basse température et fragilité à haute température. La fragilité à basse température, également connue sous le nom de premier type de fragilité à l'état, se produit principalement dans la plage de température de 250 à 400 degrés ; tandis que la fragilité due au revenu à haute température, également connue sous le nom de deuxième type de fragilité au revenu, se produit principalement dans la plage de température de 450 à 650 degrés.
2. Causes de la fragilité du tempérament
un. Fragilité après revenu à basse température (fragilité après revenu de type 1)
Les raisons de la formation d’une fragilité due au revenu à basse température sont relativement complexes. Actuellement, il existe principalement les théories suivantes :
• Théorie de la transformation de l'austénite retenue : On pense que la fragilité due au revenu à basse température est provoquée lorsque l'austénite retenue se transforme en martensite ou en bainite trempée pendant le processus de revenu.
• Théorie de la précipitation des carbures : On pense que la fragilité au revenu à basse température est due à la précipitation de carbures en flocons à partir de la martensite. Ces carbures précipitent le long de l'interface des bandes ou feuilles de martensite, réduisant la résistance à la rupture des joints de grains et les transformant en fissures. Chemin élargi.
• Théorie de la ségrégation des impuretés : on pense que la fragilité à basse température est due à la ségrégation d'éléments d'impuretés dans l'acier tels que le phosphore, le soufre, l'arsenic, l'étain, l'antimoine, etc. aux limites des grains d'austénite d'origine, ce qui entraîne l'affaiblissement de les joints de grains.
b. Fragilité par revenu à haute température (deuxième type de fragilité par revenu)
La cause de la fragilité due au revenu à haute température est relativement claire, principalement en raison de la ségrégation d'éléments traces d'impuretés (tels que le phosphore, l'étain, l'antimoine, l'arsenic, etc.) ou d'éléments d'alliage dans l'acier aux limites des grains d'austénite d'origine pendant le revenu. processus. La ségrégation de ces éléments au niveau des joints de grains réduit la résistance à la rupture des joints de grains, conduisant à une rupture fragile. De plus, les éléments d'alliage tels que le nickel, le chrome, le manganèse, etc. vont également favoriser la ségrégation des éléments d'impuretés, aggravant encore le phénomène de fragilisation.
On peut voir sur la figure 1 que pendant le processus de revenu de l'acier 30Ni-Cr, à mesure que la température de revenu augmente, la résistance aux chocs atteint des valeurs minimales à 300 degrés et 550 degrés. Le premier type de fragilité apparaît à proximité de 300 degrés. Après que ce type de fragilité se soit produit, trempez-le à une température supérieure ou égale à 300 degrés pour éviter la plage de température de fragilisation et restaurer sa ténacité ; si elle est à nouveau comprise entre 250 et 400 degrés, la trempe interne ne réduira pas la ténacité du matériau, on peut donc voir que le premier type de fragilité de trempe est irréversible. Comme le montre la figure 1, le deuxième type de fragilité de revenu apparaît à proximité de 500 degrés ; après revenu à une température supérieure ou égale à 650 degrés, un refroidissement lent et un maintien prolongé à 500 ~ 650 degrés provoqueront également une fragilisation, tandis qu'un refroidissement rapide ne se produira pas, comme le montre la figure 1. Après la fragilité de le matériau qui produit le deuxième type de fragilité au revenu est éliminé, s'il est à nouveau chauffé dans la plage de température fragile, ou s'il est refroidi lentement dans la plage fragile pendant une longue période, le la fragilité réapparaîtra. On peut voir que le deuxième type de fragilité au revenu est réversible.
3. Méthodes pour prévenir la fragilité du revenu
un. Méthodes pour prévenir la fragilité due au revenu à basse température
• Réduire la teneur en éléments d'impuretés dans l'acier : la réduction de la teneur en phosphore, soufre, arsenic, étain, antimoine et autres éléments d'impuretés dans l'acier par le biais du raffinage et d'autres processus peut réduire fondamentalement le risque de fragilité à basse température.
• L'ajout d'éléments qui raffinent les grains d'austénite : tels que le niobium (Nb), le vanadium (V), le titane (Ti), etc., peuvent raffiner les grains d'austénite et augmenter la surface limite des grains, réduisant ainsi les éléments d'impuretés par unité de surface. Le degré de ségrégation .
• Ajuster le processus de revenu : L'utilisation d'une trempe isotherme au lieu d'un processus de trempe et de revenu à haute température peut efficacement éviter l'apparition de fragilité à basse température.
• Alliage : L'ajout de quantités appropriées de molybdène (Mo), de tungstène (W) et d'autres éléments d'alliage peut réduire la fragilité due au revenu à basse température. Dans le même temps, des éléments tels que le silicium (Si) et le chrome (Cr) peuvent également ajuster la plage de température dans laquelle se produit la fragilité à basse température afin d'éviter la température de revenu requise.
