Наука и технологии

 Материалы будущего

Издательство «Химия» 1985 г.

Как заставить металлы долго не стареть?

Конечно, хорошо было бы совсем не применять таких металлических материалов, которые склонны к старению. Надежная сталь должна обладать высокой устойчивостью к старению -это значит, что и при холодном формовании, и при длительной эксплуатации, особенно при повышенных температурах, ее вязкость должна сохраняться. Сам собой напрашивается вывод, что применение нелегированных малоуглеродистых сталей в общем-то не очень желательно. Но без этих сталей все равно не обойтись в народном хозяйстве: на их производство идет меньше энергии, а общее количество товарной прокатной стали за этот счет возрастает. Вот их и применяют там, где они в состоянии противостоять необходимым нагрузкам. В ГДР при повышении доли этих сталей до 40% от общего количества потребляемой стали ежегодный экономический эффект составит 14 млрд. марок, а это значительный вклад в экономику.

Чтобы с успехом применять подобные стали, конструкторы и технологи должны знать пределы их работоспособности. Они должны быть информированы об особых видах воздействий на конструкцию, особенно о холодной формовке и сварке. Тогда станет возможным причислить интересные с экономической точки зрения, но склонные к старению нелегированные стали к группе массовых конструкционных сталей.

Но есть еще возможность существенно улучшить поведение этих сталей при старении, хотя она и связана с дополнительными затратами. Эти меры основаны на том факте, что хрупкость материала зависит не только от количества, но и от распределения в ней нитрида и карбида железа. В то время как изменение количества относится к сфере металлургии, на распределение можно повлиять путем термообработки. При специальном прокаливании выделившиеся соединения и загрязнения снова переходят в раствор и благодаря этому вновь проникают в зерна ( 133). Большая часть их там и остается, если сталь внезапно резко охладить. После такого прокаливания искусственно состаренный материал вновь будет обладать отличными вязкостными свойствами

Черные линии -состояние после нормализации, красные-«состарившаяся» сталь.

В металлургии самым эффективным методом борьбы со старением является восстановление стали алюминием. Азот, который при старении вызывает выделение хрупкого нитрида железа, связывается алюминием в неопасный нитрид алюминия. На этой основе получают, если можно так сказать, нестареющие стали. Этот термин относится к сталям, которые даже при длительной выдержке лишь незначительно снижают свою вязкость по сравнению с исходным состоянием.