Dr. Franc Vodopivec, dipl. inž. Metalurški inštitut Ljubljana ASM/SLA: G, 1—66. ST DK: 621.78 : 669.14 Termomehanična predelava jekla Članek prinaša analizo bibliografije o termo-mehanični predelavi jekla in opis lastnih preizkusov o vplivu termomehanične predelave na mehanske lastnosti v vročem jekla z 0,3 % C, 2,9 % Si in 7.6 % Cr. bibliografije o TMP jekla ne bi mogli dati tudi če bi analizirali mnogo več člankov, kajti članke o tem postopku stalno objavljajo strokovni časopisi. V članku smo na kratko rezimirali tudi rezultate naših preizkusov o vplivu TMP na mehanske lastnosti kromovega jekla v vročem. UVOD Po zelo splošni definiciji je termomehanična predelava jekla »uporaba deformacije pred alo-tropsko transformacijo jekla z namenom, da dobimo kovino, ki ima boljše mehaniče karakteristike«. Več je postopkov, ki ustrezajo tej definiciji. Razdelimo jih v dve grupi: termomehanična predelava pri visokih temperaturah, angleško hot — cold working (v nadaljevanju teksta TMPVT) in termomehanična predelava pri nizkih temperaturah, angleško »ausforming« (v nadaljevanju teksta TMPNT). Pri obeh postopkih deformiramo avstenit tako, da ne more rekristalizirati ali rekristalizira le omejeno in predno se transformira v strukturne sestavine jekla, ki so obstojne pri nizki temperaturi. TMPVT izvršimo pri visokih temperaturah, pri katerih je avstenit stabilen, zato jo lahko uporabljamo pri praktično vseh jeklih in brez znatnih sprememb v tehnologijo valjanja. Potrebno je le določiti optimalne parametre: redukcijo, končno temperaturo valjanja in način ohlajanja. TMPNT izvršimo pri nižjih temperaturah, pri katerih je avstenit metastabilen. Za ta postopek so torej primerna jekla, ki imajo v izotermnem in kontinuir-nem TT diagramu zadosti veliko področje metasta-bilnega avstenita, da je mogoče predelavo izvršiti pred začetkom perlitne ali bainitne transformacije. Po predelavi je potrebno jeklo ohladiti tako, da se ves avstenit spremeni v martenzit. Perlitna in bainitna premena zmanjšata trdnost jekla, ne da bi ustrezno povečala njegovo plastičnost. TMP občutno poboljša trdnostne lastnosti jekel, poveča popuščno obstojnost, utripno trdnost in obstojnost proti obrabi ter toplotnim udarom. Ne poveča trdote jekla, pač pa da martenzitni strukturi plastičnost, ki prepreči nastanek krhkega preloma brez deformacije ter pride tako do izraza naravna trdnost martenzita. V strokovnem tisku je zelo veliko virov o TMP jekla, samo med leti 1960 in 1965 je bilo približno 200 člankov (Duckworth in Taylor 2). V tem članku smo se omejili na analizo izbranih dosegljivih publikacij, ki so izšle po letu 1962. Popolne 1. PARAMETRI TMP 1.1. Parametri TMPNT Osnovni parametri so stopnja in temperatura predelave ter ohlajanje jekla po predelavi. Matas, Hill in Hunger (1) so ugotovili, da raste natezna trdnost jekla približno sorazmerno s stopnjo predelave (slika 1) in da je predelava z vlečenjem bolj učinkovita od predelave z valjanjem. Ta raz- n / i o / / Ct 20 40 60 80 100 Redukcija v % Slika 1 Vpliv termomehanične predelave z vlečenjem in z valjanjem na trdnost in razteznost jekla z 0,6 % C in 5,0 % Ni. Temperature vlečenja 425 "C, temperatura valjanja 425 do 5401 C, kaljeno s temperature predelave in 2 uri žarjeno pri 110 "C. loček verjetno lahko pripišemo razločku v realni stopnji pregnetenja, ki je posledica razlik v toku materiala pri odprtem in zaprtem kalibru in katerega geometrično definirana stopnja redukcije ne zajame. Duckworth in Taylor (2) navajata, da se poveča trdnost za 0,4 do l,4kp/mm2 za vsak procent stopnje predelave. Justufson in Zackay (3), ki sta med pionirji TMP, sta ugotovila, da se utr- ditev jekla zmanjšuje s hitrostjo predelave (slika 2). Razlaga je, da je pri večjih hitrostih predelave zaradi adiabatskega segrevanja izvrši neka vrsta 310 o C N Q> D 5 280 265 250 50 100 Hitrost izstiskanja v mm/min Slika 2 Vpliv hitrosti iztiskanja na trdnost jekla Slika 3 Vpliv temperature valjanja na raztržno silo pri 50 °/o redukciji a) jeklo z 0,4 % C; 1,1 % Mn; 1,8 °/o Si; 1,1 °/o Ni; 2,1 % Cr; in 0,3 % Mo. b) podobno jeklo z 0,3 V. v perlitni ali bainitni stopnji poslabša lastnosti jekla in sicer zmanjša trdnost in mejo plastičnosti, ne da bi se ustrezno povečala plastičnost jekla. Predelano jeklo je zato potrebno kaliti na marten-zit in nato s temperaturo popuščanja vplivati na razmerje med trdnostjo in plastičnostjo. 1.2. Parametri TMPVT Nismo našli podatkov o vplivu različnih načinov predelave in malo je podatkov o vplivu hitrosti pi^delave. Sokolkov, Lozinski in Cuprakova (4) pravijo, da vpliva TMPVT pozitivno na lastnosti zlitin tipa nimonic in krom-nikelj-manganovega jekla pri visokih temperaturah, le če je bilo valjanje izvršeno z določeno hitrostjo, ki ustvari posebno oblikovane kristalne meje. Vpliv stopnje predelave sta prva raziskovala Bernštein in Rah-štadt (5). Dognala sta da stopnja predelave v 1 prehodu v intervalu med 15 in 75 % ne vpliva izrazito na trdnost jekla za vzmeti 55 HGR (0,5 C, 1 Mn, 1 Si in 0,003 B). Lastnosti so celo nekoliko slabše po veliki predelavi v enem prehodu zaradi notranjih poškodb v valjancu. Bron in Levites (6) navajata za jeklo iste vrste, da je največja utrditev pri stopnji predelave med 25 in 50 %. Gulja-jev in Šigarov (7) pa sta ugotovila, da raste utrditev enakomerno s stopnjo predelave do 80 °/o v jeklu z 0,5 C, 1,5 Cr, 4 Ni in 0,3 Mo. White (8) navaja, da je optimalni interval stopnje predelave 15 do 40 % v enem prehodu. Izgleda, da tu še ni enotnega mišljenja, ampak da je ta parameter odvisen od vrste jekla, načina predelave in temperature predelave in ohlajanja. Ni pa mogoče pričakovati večjega uspeha, če je stopnja predelave manjša od 15 %. Prokoškin, Zubin in Akimov (9) so dognali, da je bolje, če visoko stopnjo predelave dosežemo z več prehodi med valji (tabela 1). Po močni redukciji v enem prehodu je utrditev topološko neenakomerna, nekatera mesta v mikrostrukturi jekla so manj utrjena in od takih mest je odvisna trdnost jekla. Če se izvrši predelava v več prehodih je večja gostota dislokacij v jeklu, drsne lamele so krajše in številnejše ter enakomerneje razdeljene v manjših kristalnih zrnih. Iz takega drobnozrna-tega avstenita nastane pri ohlajanju zelo fin mar-tenzit. Učinkovita pa je večja skupna predelava le če spremembe v intervalih med redukcijami ne eliminirajo pozitivnega vpliva parcialnih redukcij. Ni zanesljivih podatkov o vplivu temperature predelave na utrditev jekla. Po že omenjenem Ma-tasu in sodelavcih (slika 3), pada utrditev jekla sorazmerno z rastjo temperature predelave tudi pri TMPVT. Prokoškin in sodelavci (10) pa so ugotovili, da temperatura predelave v intervalu med 750 in 900° C praktično ne vpliva na lastnosti predelanega jekla z 0,45 C; 5,2 Cr; 1,6 Ni; 1,6 Mo; 1,3 Si in 0,2 V. Ruski avtorji zanemarjajo vpliv temperature in je pri njihovih preizkusih predelava običajno izvršena z valjanjem med 900 in 1000° C le pri nerjavnih jeklih in posebnih zlitinah uporabljajo poprave deformirane strukture. O tem ni drugih podatkov, vendar lahko ta parameter zanemarimo v primerjavi z drugimi. Po Matasu in sodelavcih raste dosežena trdnost jekla pri isti redukciji s padanjem temperature predelave avstenita (slika 3). Vsaka transformacija avstenita po predelavi o - jeklo a X jeklo b 317 538 760 982 1204 Temperatura valjanja v °C Tabela 1 — Vpliv števila prehodov pri TMPVT s skupno redukcijo 60 % na mehanske lastnosti vzmetnega jekla 55 HGR Število prehodov in redukcije Trdota RC Trdnost kp/mm2 Meja plastičnosti kp. mm2 Raztezek % Kontrakcija % Gostota dislokacij cm—3 0 56 206 154 2,5 14 — 1 60 % 56 237 195 8,1 30 2,2 . 1011 2 30 + 30 % 57 245 206 9,4 31,3 — 3 20 + 20 + 20 % 58 250 216 9,9 31,8 4,7 . 10» Pogoji TMPVT: Temperatura začetka valjanja 900', brez vmesnega žarenja med prehodi, kaljenje v olju, popuščanje 50 min. pri 220° C. višje temperature. Izgleda, da se temperatura predelave ravna po odpornosti jekla proti deformaciji in po njegovi rekristalizacijski hitrosti. Čim hitrejša je rekristalizacija pri predelavi razdrobljene strukture jekla, t. j. čim manjša je njena odpornost proti rekristalizaciji, tem manjša naj bo temperatura predelave. Dregan in Bernštein (11) sta ugotovila, da se lastnosti ne poslabšajo tudi če jeklo po predelavi rekristalizira in nastanejo le drobna zrna avstenita. Lastnosti se močno pokvarijo ko nato avstenitna zrna zrastejo zaradi sekundarne rekristalizacije. Po predelavi je potrebno jeklo ohladiti tako hitro, da se avstenit pretvori v martenzit, kajti, kot pri TMPNT, premena v perlitni ali bainitni stopnji zmanjša trdnost, ne da bi se ustrezno povečala plastičnost jekla. Nekatera jekla je potrebno kaliti, pri mnogih, n. pr. pri vzmetnem jeklu 55 HGR (tabela 2) tudi pospešeno ohlajanje valjan-ca v zračnem toku ne poslabša znatno trdnosti jekla. Tabela 2 — Vpliv načina ohlajanja in pogojev popuščanja na mehanske lastnosti vzmetnega jekla 55 HGR. V števcu so lastnosti po ohladitvi v zračnem toku, v imenovalcu po kaljenju v vodi (Kaljner, Kossovski in Bernštein 12). Skupna stopnja predelave v več prehodih 70%. Popuščanje Temperatura °C Trajanje ure Trdnost kp mm2 0,2 meja kp mm2 Raztezek °/o Kontrakcija °/o brez popuščanja 240 274 218 260 6,5 4,5 18 13 240 1 237 258 223 235 6,0 7,0 19 19 240 4 253 268 218 224 6 6,3 18 18 400 0,66 180 192 167 172 6,5 7,0 33 34 650 0,5 156 156 130 140 11 11,5 48 39 2401 1 180 98 1 1 650' 0,5 102 87 6,5 30 1. Konvencionalno termično obdelano jeklo 2. JEKLA PRIMERNA ZA TMP 2.1 Splošne zahteve Za TMPVT so primerna praktično vsa jekla pod pogojem, da nima sekundarna rekristalizacija v njih tolikšne hitrosti, da je ni mogoče preprečiti z ohlajanjem po valjanju. Hyspecka in Mazanec (13, 14) sta valjala jekla z 0,27 do 0,57 C; 1 Si; 2 Cr; 2 Ni in 0,45 Mo z redukcijo 85 % pri padajoči tem- peraturi 900 do 700° C in izotermno pri 550° C. Po valjanju sta vzorce takoj kalila v olju. Njuni rezultati (slika 4) kažejo, da je optimum mehanskih lastnosti jekla pri približno 0,5 % C, kar trdi tudi Duckworth (15). Pri 0,52 % C so bili prelomi preiz-kušancev žilavi po TMP, in krhki po klasičnem kaljenju, pri 0,58 % C pa v obeh primerih krhki. To kaže, da je nepriporočljivo povečati ogljik v podobnih jeklih nad 0,5 %, če so namenjena za TMPVT. E I 1 80 it 740 7 00 12 JC 0) N 200 160 S 6 Qj O-* N i ^ D 2 t>— -- - dm dv t o—_ --_< H Cf .o 900 950 1000 1050 1100 950 1000 1050 1100 Temperatura predelave v "C Slika 6 Vpliv temperature TMPVT na mehanske lastnosti jekla 55 HGR brez dodatka cirkona (a) in z dodatkom cirkona (b) Tabela 3 — Mehanske lastnosti jekla tipa 40 (0,4 C; 0,6 Mn J po TMPVT (števec) in konvencio-nalni predelavi in termični obdelavi (imenovalec) v odvisnosti od temperature popuščanja Temperatura popuščanja °C Trdnost kp mm2 0,2 meja kp mm2 Raztezek % Kontrakcija % Žilavost kp cm2 200 201 145 160 127 7 2 40 16 3,5 3 300 181 146 150 124 7,5 7 39 35 3 4 400 141 120 126 112 8,5 8,5 53 50 8 8,5 500 135 102 120 90 11 12 55 60 11 12 600 101 80 91 68 17 16 60 60 13 20 55CG2P (0,55 C; 1,6 Mn in 1 Cr) in 40 X HSVF (0,4 C; 1 Si; 1,5 Ni; 1 W in 0,2 V) dodatek mišmetala (0,3 %), cirkona (0,12 %) ali cera (0,15 %) močno zavre sekundarno rekristalizacijo predelanega jekla in ohrani drobnozrnato strukturo avstenita. Zato čas zadržanja na temperaturi valjanja 920° C praktično ne vpliva na mehanske lastnosti jekla (slika 5). Dodatek cirkona v jeklo zmanjša na zanemarljivo stopnjo tudi vpliv temperature predelave jekla (slika 6). 2.2 Jekla za vzmeti V sovjetskem strokovnem tisku je mnogo člankov o TMPVT jekel za vzmeti predvsem o že večkrat omenjenem jeklu 55 HGR. Ker so avtorji obravnavali v praktično vseh preizkusih vplive različnih tehnoloških parametrov in dosegli dobre rezultate, lahko sklepamo, da se v SZ TMPVT uporablja za izdelavo vzmeti. V ameriškem tisku je malo podatkov. Marshall in sodelavci (19) trdijo, da se vzmeti za tovornjake izdelujejo po ausform-ing postopku. Clark in Harwood (20) sta nekoliko konkretnejša v članku, v katerem obravnavata upo- Tabela 4 ■— Lastnosti jekel za listaste vzmeti Jeklo in predelava ali obdelava D6A, TMPNT (0,5 C; 1 Cr; 1 Mo in 0,5 Ni) Valjana površina Brušena površina SAE 5160 klasično toplotno obdelano (0,6 C; 0,9 Mn; 0,8 Cr) Neobdelana površina Peskana površina 2.3 Orodna jekla Clark in Harwood navajata, da se pri firmi Ford zelo zanimajo za TMP različnih orodnih jekel, ker s to predelavo dobijo jekla visoko trdnost in žilavost, odpornost proti utrujenosti v hladnem in v vročem ter visoko trdoto v vročem, kar so vse pogoji za dobra orodja. Orodja za hladno kovanje, kovičenje, prebijanje in iztiskanje, izdelana s TMP, so imela pri istih pogojih dela za do 500 % večjo življenjsko dobo, kot orodja izdelana s klasično termično obdelavo (tabela 5). Trn za vroče prebijanje zobnikov, izdelan iz jekla H 12 (0,35 C; 5 Cr; 0,4 V; 1,5 W in 1,5 Mo) je zdržal povprečno 14000 prebijanj, trn iz istega jekla izdelan s TMPNT (680° C, 50 %) pa je zdržal povprečno 25000 prebijanj. Za uveljavitev TMP orodnih jekel sta dve poti: uporabljati cenejša legirana jekla, katerim daje TMP enake lastnosti kot klasična toplotna obdelava bolj legiranim jeklom ali pa tem jeklom povečati s TMP zdržljivost. Po mnenju Clarka in rabo TMP za različne izdelke, katere potrebuje motorna industrija. Taki izdelki so trdni in žilavi ter še posebej primerni za dinamično ali na utrujenost obremenjene dele vozil. Teža vzmeti za tovornjak se je zmanjšala za 1/3 z uporabo z TMPNT izdelanih vzmeti, pri isti teži vzmeti pa se lahko dovoljena obremenitev poveča skoraj na dvojno velikost. Ce želimo, da bo TM predelano jeklo lahko tekmovalo s standardnim jeklom za vzmeti SAE 5160, mora biti vzmetni sklop boljši, kriterij za presojo pa so cena jekla, uporabnost vzmeti in izdelavni stroški. Od vseh preizkušenih jekel za vzmeti se je za TMP najbolj obneslo jeklo D6A. To jeklo je dražje od standardnega jekla SAE 5160, zaradi zmanjšanja števila listov in teže vzmeti, ki sta mogoča zaradi boljših lastnosti (tabela 4), pa postane gospodarsko primernejše. TMP je še bolj primerna za izdelavo torzijskih vzmeti, ki se po valjanju le malo mehansko obdelujejo. Po sedanjih izkušnjah sta najbolj primerni za torzijske vzmeti jekli H 11 (0,4 C; 1 Si; 5 Cr; 1,3 Mo in 0,5 V) in D6A. Zelo dobre mehanske lastnosti omogočajo, da se uporabi dimenzijsko manjše vzmeti, kar mnogokrat zelo olajša delo konstrukterja. Število upogibov do preloma 70-150 250.000 70-155 235.000 70-150 1,000.000 135-215 100.000 50-100 100.000 63-145 20.000 35-115 100.000 Harvvooda bodo prihranki pri uporabi v obeh primerih pokrili stroške TMP. Telang in Clark navajata, da dobi jeklo z 0,5 C; 2 W; 2,6 Mo in 4,5 Cr s TMPNT trdnost 320 kp/mm2. Pri tej trdnosti ima raztezek 8 % in precejšnjo žilavost, tako da je zelo primerno za orodja. Z orodjem iz jekla H 11, ki je bilo izdelano s TMP, je bilo izdelano 3-krat več vijakov 5/16', kot z orodjem iz višje legiranega jekla T5 (0,8 C; 4 Cr; 2 V; 18 W in 8Co), ki je bilo klasično termično obdelano in je bilo za 1 do 2 Rc trše. Delo z orodjem iz jekla H 11 so prekinili zaradi obrabe, orodja iz jekla T5 pa se navadno pokvarijo zaradi utrujenosti jekla. Glava za kovičenje iz jekla S5 (0,55 C; 0,85 Mn; 2 Si; 0,25 Cr; 0,2 V in 0,4 Mo), toplotno obdelana na 61 Rc, je zdržala 46 ur, s TMPNT izdelane glave iz jekla H 11 pa 65 ur. Izkušnje kažejo, da daje TMP jeklu večjo odpornost proti izmenični mehanski in toplotni obremenitvi, ki je navadno vzrok preloma orodij za delo v vročem, zato se s TMP izdelana Področje obremenitve pri čistem upogibu kp mm' Tabela 5 — Vzdržljivost nekaterih orodij Orodje Jeklo in obdelava ali predelava Št. kosov Kladivo za kovičenje T5, konvencionalna obdelava 200.000 (0,5 C; 4 Cr; 2 V; 18 W in 8 Co) Kladivo za kovičenje H 11, ausforming 600.000 (0,4 C; 1 Si; 5 Cr; 1,3 Mo in 0,5 V) Kladivo za udarjanje vgreznjene glave vijakov T5, konvencionalna toplotna obdelava 30.000 Kladivo za udarjanje vgreznjene glave vijakov H 11, ausforming 70.000 Trn za hladno prebijanje M2, konvencionalna toplotna obdelava 77.000 (0,85 C; 4 Cr; 2 V; 6 W in 5 Mo) Trn za hladno prebijanje H 11, ausforming 120.000 orodja izločijo zaradi obrabe. Zaradi boljše žila-vosti, ki jo daje TMP v primerjavi s klasično toplotno obdelavo, bo mogoče še povečati obrabno trdnost jekel z večjo vsebnostjo ogljika. Zelo je verjetno da bosta jekli H 11 in H 12 (0,35 C; 1 Si; 5Cr; 0,4 V; 1,3 W in 1,5 Mo) uspešno zamenjali dražji in bolj legirani jekli T5 in M2 (0,85 C; 4 Cr; 2 V; 6,25 W in 5 Mo) pri izdelavi orodij za delo v hladnem. Mihčev in sodelavci (22) so ugotovili, da se s TMP poveča tudi rezna obstojnost nožev. Optimalna stopnja predelave je 25 do 30 %. Karpov (23) je s TMP jekla P18 (0,75 C, 18 W, 4,2 Cr, 1,2 V) povečal obstojnost svedrov pri vrtanju kaljenega jekla za 20 do 30 %. 2.4. Jekla in zlitine za uporabo pri visokih temperaturah Sadovski in sodelavci (24 )trdijo, da se s TMP izboljšajo mehanske lastnosti jekel v toplem. Napravili so številne preizkuse na zlitinah tipa nimo-nic, na nerjavnem krom-nikelj-titanovem jeklu s 33 % (A) oz. 20 % niklja (C), ki se utrjuje zaradi izločanja intermetalne faze nikelj-titan, na čistem niklju in na krom-nikelj-manganovem jeklu (C). TMP so izvršili s 25 — 30 % redukcijo z valjanjem pri hitrosti 1,5 m/min. Temperature valjanja so bile: 1080° C za zlitine nimonic, 1150° C za jeklo A 1100° C za jeklo B ter 800° C za čisti nikelj. Vse vzorce so po valjanju gasili v vodi in jih nato žarili pri 750 ali 700° C. Na sliki 7 vidimo kako TMP vpliva na 100-urno natezno trdnost zlitine nimonic in jekel A in B. Trdnost po TMPVT je večja od trdnosti primerjalnega jekla, razlika pa se zmanjšuje z naraščanjem temperature in nad 700° C ima celo večjo trdnost jeklo, ki je bilo valjano na normalen način. To dognanje se ujema s starejšimi dognanji Zackaya in Justufsona (3). Zanimivo je dognanje, da TMPVT poviša temperaturo pojava interkristalnega preloma (slika 8), poviša torej temperaturo, ko se začne deformacija Slika 7 Vpliv temperature preizkusa na 100-urno mirujočo trdnost za zlitino nimonic (1) in krom-nikelj-titanovi jekli A in B (2 in 3) po TMPVT (4) in navadni termični obdelavi (5). pri statični obremenitvi v vročem z drsenjem kristalnih zrn drugo ob drugim, to je ekvikohezijsko temperaturo. Nad to temperaturo je trdnost urejene notranjosti kristalnih zrn večja od trdnosti kristalnih mej. Sadovski in soavtorji smatrajo, da ima TMPVT za posledico nastanek kristalnih mej z žagasto obliko, ki zavira drsenje kristalnih zrn drugo ob drugem. Nad 700° C so difuzijski pojavi že dovolj močni, da se žagaste meje pretvorijo v gladke. TMPVT izboljša tudi mehanske lastnosti 700 $ 600 CL E 500 200 400 600 Trajanje obremenitve do preloma v urah 300 Slika 8 Vpliv TMP na temperaturo pojava interkristalnega preloma zlitine nimonic pri dolgotrajnih statičnih preizkusih. 1 — temperatura pojava interkristalnega preloma, 2 — temperatura čisto interkristalnega preloma, a — TMPVT b — navadna predelava. krom-nikelj-manganovega jekla (slika 9). TMP zmanjša hitrost deformacije v vročem pri isti obremenitvi, npr. hitrost lezenja (slika 10). Zato je izboljšanje v mehanskih lastnostih mnogo bolj jasno, če ga izrazimo s prelomno trdnostjo po dolgotrajni statični obremenitvi, ali pa s primerjavo hitrosti lezenja, kot s trdnostjo pri kratkotrajni statični obremenitvi. Sokolkov in soavtorji (4) tolmačijo izboljšanje mehanskih lastnosti v vročem na podoben način. Trdijo pa, da nastanejo ža-gaste kristalne meje le pri določeni hitrosti predelave, ki je značilna za posamezna jekla. S temperaturo predelave raste amplituda nazobčanosti kristalnih mej, vzporedno s tem pa se zmanjšuje učinkoviti vpliv teh mej. Lozinski in soavtorji (25) navajajo, da je jeklo predelano po TMPVT bolj odporno proti menjajočim se obremenitvam pri temperaturah 650 in 850° C, kot klasično predelano ali termično obdelano jeklo. Naši preizkusi so pokazali, da TMP povečuje plastičnost jekla pri visoki temperaturi in njegovo odpornost proti širjenju interkristalnih razpok, zmanjšuje pa trdnost jekla. Poizkuse smo napravili z jeklom z 0,3 C; 2,9 Si in 7,6 Cr. Temperatura segrevanja pred predelavo in temperatura kaljenja primerjalnih vzorcev je bila 1040° C. Predelavo smo izvršili z valjanjem jekla pri temperaturah približno 600, 745, 860 in 945° C ter z vlečenjem jekla pri 600° C. Po predelavi smo vzorce kalili v vodi, žarili 2 url pri 720° C in 20 min. trgali pri 600 in 700° C. Rezultate podajamo v tabeli 6. Trdnost predelanega jekla je pri 600° C za 5 do 10 °/o manjša, pri 700° C pa za 10 do 20 % manjša od trdnosti jekla, ki je bilo poboljšano na klasični način. Pri 600° C je razteznost boljša za povprečno 20 do 35 %, kon-trakcija pa za 30 do 40 %; pri 700° C sta razliki 35 do 75 in 60 do 65 %. Prelomne površine so bile čisto intrakristalne ali intrakristalne z majhnimi dekohezijskimi razpokami na vzorcih TMP jekla in interkristalne z močnimi dekohezijskimi razpokami na jeklu, ki je bilo termično obdelano na klasičen način. Mikroskopsko opazovanje je še bolj odkrilo razliko med obema vrstama vzorcev. V strukturi ni bilo med njimi nobenih opaznih razlik, zelo pa sta se obe vrsti vzorcev razlikovali po obliki, velikosti in številu razpok ob prelomni površini preizkušan-cev. V jeklu, poboljšanem na klasičen način, so bile razpoke izrazito interkristalne, redke, zelo velike in pokončne na smer vlečenja (sliki 11 in 12). .. 3 VU* ... v. +' " '" 4k Slika 12 x 100, klasično toplotno obdelano, temperatura trganja 700 "C. Podobne, vendar mnogo manjše so bile razpoke na vzorcih, ki so bili vlečeni pri 600° C (sliki 13 in 14). Na valjanih vzorcih so bile razpoke drugačne. Na preizkušancih, ki so bili trgani pri 600° C so bile razpoke majhne, zelo številne in raztegnjene v Slika 13 x 200, vlečeno pri 600 °C, redukcija 34 °/o, temp. trganja 600 »C. smeri vlečenja (slike 15, 16, 17 in 18). Na obruskih je bilo mogoče videti, da niso nastale na kristalnih mejah, ampak na vključkih titanovega karbida ali karbonitrida. Na vzorcih, ki so bili trgani pri 700° C so bile razpoke tudi zelo .v*V peratura in stopnja predelave ne vplivata na mehanske lastnosti jekla, na način nukleacije razpok in na način preloma preizkušenega jekla pri trganju pri 600 in 700° C. gM - • i.:Xi! i iKfiii^iiiijfBf" " ' . .. ** ■ * .-H* SHka 14 I -T ; x 200, isto kot si. 13, temperatura trganja 700 »C * ^St' •>'* f-•'" "'' SHB';' - r' * . Slika 17 X 200, valjano pri 745 °C, redukcija ca. 35 °o, temperatura trganja 600 °C Jt' •C" "< " ' „- - * _ . * ' . C ♦ "S"1* ' < ': " "-"OVv",-;-' . :• i. r-t--- -- *-..-.'•-' • .... " A '"'V- " '»«*. S - * .. Slika 15 x 200, valjano pri 945 "C, redukcija ca 35 °/o, temperatura trganja 600'C _ ..• ■ Slika 18 Tl . --."•i „»- x 200, valjano pri 600 °C, redukcija ca. 35 °/o, temperatura ' . ■„ - " " " trganja 600 "C • " ' :' • ; . *.. *'■ ■". - - - i--p. v'> . .** •• c •/* ju . - » - * . vmmt. - :-4c» . ■ „-,<•'■ *■. •• .V • V.>- - v--- _ -.^r-"' Slika 16 ••>*". v ^r-.-, x 200, valjano pri 860 "C, redukcija ca. 35 °/o, temperatura . ' • : . ■ trganja 600"C ' ., '"jklS.'*: A'"- številne (slike 19, 20, 21 in 22) manj raztegnjene v -- " ' " • smeri vlečenja in le v redkih primerih jih je bilo Slika 19 mogoče za gotovo oceniti kot interkristalne. Na x 200 valjano pri 945 »c> re(iukciia ca. 35%, temperatura osnovi naših rezultatov je mogoče sklepati, da tem- trganja 700 °C v JKi ...... 1JF t** * • ■ A V,- ' K, V. Slika 20 x 200, valjano pri 860 "C, redukcija ca. 35 °/o, temperatura trganja 700 °C : ■ 1 -ST *»s*f . V - "S : f "i*.? ■ V'" - v* -V-.''' „u* 'i ; > v • -" -,■■}-V.:- g - .. v" ^^iteSK Slika 21 x 200, valjano pri 745 °C, redukcija ca. 35 °/o, temperatura trganja 700"C TMP perspektivo na mnogih področjih. Bernštein in sodelavci (11,26) so TMP uporabili pri izdelavi cevi za naftno industrijo. Carter (27) omenja, da so v toku poizkusi za uporabi TMP pri izdelavi lopatic za parne turbine iz jekla z 0,1 C in 12 Cr, za izdelavo visokotrdnih vijakov in visoko obremenjenih delov motorjev, npr. različnih ročic, osi, gredi in zobnikov ter celo za predelavo jekla za ležaje. Dulis (29) in Perry (30) poročata, da je martenzitno jeklo z okoli 12 Cr in 0,20 C po TMP bolj odporno proti napetostni koroziji, vodikovi krhkosti in splošni koroziji kot isto jeklo, ki je dobilo isto trdnost s klasično termično obdelavo. Marshall in sodelavci (19) trdijo, da so pri kovanju prednosti »ausforginga« precejšnje: boljše mehanske lastnosti odkovkov, lepša površina, manjši odrezek, manjše deformacije in izkrivljenje, ker ni potrebna naknadna termična obdelava odkovkov in manjši obseg mehanske obdelave. Velika prednost je v tem, da se da doseči zahtevane lastnosti z mehkejšim materialom. Za izdelavo visoko obremenjenih ročic so lahko npr. uporabili jeklo SAE 4340 (0,4 C; 0,9 Cr in 0,2 Mo) namesto že večkrat omenjenega bolj legiranega jekla H 11. Slabe strani so: večja uporaba energije za preoblikovanje, nekoliko večja obraba orodja (odpade, če uporabimo mehkejše jeklo), strožje temperaturne tolerance za predelavo in nekoliko težja mehanska obdelava. Clark in Harwood navajata podatke po Banbergerju, da ima jeklo M 50 (0,8 % C; 4 % Cr; 1 % V in 4 % Mn) po TMP za 800 % oz. 330 % večjo trajnost do trenutka, ko je poškodovanih 5 % oz. 50 % ležajev v primerjavi s klasično termično obdelanim istim jeklom. TMP poveča odpornost jekla proti kotalni utrujenosti za 300 %. ' • * -JI- ■■• K*' • h- . X - • ' *M ** .. ' fc--' ;< r.'v r.' »r ' * i ii-i tu;- ' »'"»»s : r. j?*?«-v.-: V: ■ 'jm* ' ^ . ' • '"-'5. »teifi^ '.' v - Slika 22 x 200, valjano pri 600 °C, redukcija ca. 35 °/o, temperatura trganja 700 "C. 2.5. Druga jekla Justufson in Zackay navajata, da se TMP lahko izvrši na številne načine, npr. z valjanjem, vlečenjem, iztiskanjem, kovanjem, globokim vlečenjem z oblikovanjem z eksplozivom. To odpira 3. MEHANIZEM UTRDITVE JEKLA PRI TMP Ne bi mogli reči, da je popolnoma jasen mehanizem utrditve. Večina avtorjev meni, da se pri TMPNT metastabilni avstenit utrdi zaradi hladne deformacije, tej utrditvi pa se pridruži še utrditev zaradi nastanka finozrnatega martenzita. Zaradi hladne predelave zraste gostota dislokacij. Brown, Thomas in Hardy (31) smatrajo, da se ureditev dislokacij utrdi zaradi izločenih karbidnih kali ali oblakov atomov ogljika. Duckworth (13) meni, da atomi ogljika utrdijo konfiguracijo dislokacij, katero podeduje martenzit od avstenita, ugodno pa vpliva tudi zelo drobnozrnati martenzit. Guljajev in Šigarev sta ugotovila, da so zaradi TMP pri 900, 750 in 550° C razširjene črte (110) odboja rentgenskih žarkov. To jima je dokaz za trditev, da se med deformacijo izločajo iz avstenita karbidi. Tudi Mazanec in Hispecka smatrata, da je ta razlaga precej verjetna, menita pa, da je o tem premalo eksperimentalnih dokazov. Nam se zdi nekoliko dvomljiva trditev, da se karbidi ali karbidne kali izločajo med deformacijo pri temperaturi, ko je jeklo v homogenem avstenitnem področju. Zdi se nam verjetneje in s fizikalnega stališča mogoče, da se okoli mest z močno koncentracijo dislokacij zberejo neke vrste Cotrellovi oblaki, ki so sestavljeni v glavnem iz ogljikovih atomov in so dislokacije zasidrane podobno kot pri nizkih temperaturah, ko je rezultat njihove interakcije z Cotrellovimi oblaki meja plastičnosti jekla. Zaradi velike množine ogljika v jeklu in številnih dislokacij, je učinek zelo močan. Taki oblaki nastanejo že pri sobni temperaturi, pri katerih je gibljivost atomov ogljika premajhna, da bi lahko nastali izločki karbidov ali nitridov, zato se lahko oblikujejo pri visoki temperaturi v presledku med deformacijo in kalje-njem. Pri oblikovanju teh oblakov ostane ogljik v raztopini in ni nobenega izločanja, ki bi bilo v protislovju s stabilnostjo avstenita. Pač pa je s stališča stabilnosti avstenita mogoče, da nastanejo kali ali izločki pri ausforming predelavi. Vprašanje je le, če je čas, ki ga imajo karbidi ali kali na raz polago pred ohladitvijo dovolj dolg za tvorbo. Zasidrana ureditev dislokacij je precej stabilna. Dregan in Bernštein sta ugotovila, da se lastnosti jekla ne poslabšajo, pa čeprav po predelavi jekla rekristalizira in nastanejo iz zdrobljenih zrn avstenita nova drobna kristalna zrna. To je potrdil tudi Prokoškin s sodelavci. Lastnosti se poslabšajo, če se izvrši tako imenovana sekundarna rekristalizacija, pri kateri drobna avstenitna zrna, nastala s primarno rekristalizacijo, zrastejo na velikost, ki je značilna za temperaturo konca predelave, stopnjo predelave in sestavo jekla. Drobnozrnati martenzit, ki nastane iz avstenita podeduje ureditev dislokacij deformiranega avstenita. Jeklo se utrdi zaradi martenzitne premene, ureditev dislokacij pa daje martenzitu potrebno plastičnost tako, da se lahko pokaže njegova velika naravna trdnost, ki sicer ne pride do izraza zaradi popolnoma krhkega preloma. Oblaki atomov okoli nakopičenj dislokacij so verjetno kali za nastanek karbidov. Pri popuščanju jekla se zato izločajo zelo številna in enakomerno razdeljena karbidna zrna, zato je popuščna obstojnost jekla višja. V TMP jeklu pogoji za izločanje karbidov ob mejah niso bolj ugodni kot pogoji za izločanje v notranjosti zrn, kot je to pri klasični toplotni obdelavi, zato TMP odpravi tudi popuščno krhkost. Dokaz, da je nastala ureditev dislokacij precej stabilna, je neke vrste »dednost« lastnosti, ki jih dobi jeklo pri TMPVT. Ta pojav sta odkrila Bernštein in Rahstadt na jeklu za vzmeti 55 HGR, potrdili pa so ga še drugi ruski avtorji. Ko sta TMP jeklo, popuščeno pri 250° C, s trdnostjo 215 kp/mm2 žarila pri 600° C, da je doseglo trdoto 32 Rc in ga po 3-minutni avstenitizaciji pri 880° C kalila in popustila pri 250° C, je doseglo spet približno začetno trdnost. Kaljner, Kosovski in Bernštein (12) so ugotovili, da se s povišanjem temperature vmesnega »mehkega žarjenja« poslabšajo pri ponovnem kaljenju pridobljene lastnosti. Supov in sodelavci (31) so poskusili razložiti pojav dednosti. Ugoto- vili so, da hladna deformacija izboljša lastnosti TM predelanega jekla, vendar se njegova trdnost s temperaturo hitreje zmanjšuje, kot če jeklo ni bilo hladno deformirano. Tudi po ponovnem kaljenju se zaradi hladne predelave nekoliko poslabšajo trdnostne lastnosti. Iz tega bi lahko sklepali, da je mehanizem utrditve pri TMPVT drugačen kot pri hladni deformaciji. Zanimivo je dognanje (18) da je sposobnost »dedovanja« tem večja čim višja je temperatura predelave. Iz tega bi lahko sklepali, da je struktura, ki jo dobi jeklo s TMPVT tem bolj stabilna, čim višja je temperatura predelave. V strokovnem tisku nismo dobili podatkov o tem ali so »dedne« tudi lasntosti, ki jih dobi jeklo pri TMPNT. Ni jasno, zakaj dodatna hladna deformacija poveča trdnost TMP strukture, istočasno pa zmanjša njeno popuščno obstojnost in dednost. Deformacija hladnega martenzita se izvrši z drsenjem po drugih sistemih, kot so bili sistemi v avstenitu. Ta deformacija dodatno zasidra podedovano disloka-cijsko ureditev avstenita in jeklo utrdi. Ker pa je s hladno predelavo pridobljena ureditev temperaturno malo obstojna, mogoče proces odprave te utrditve pri segrevanju jekla zmanjša stabilnost pri TMPVT nastale ureditve dislokacij. Ruski avtorji navajajo, da TMPVT izboljša tudi mehanske lastnosti v zlitinah brez premene. Verjetno je način utrditve isti kot način, ki je znak utrditve jekel z ogljikom: sumiran vpliv zasidrane dislokacij ske ureditve in drobnih zrn, odpade pa delež utrditve zaradi premene. Ruski avtorji navajajo, da je v takih materialih utrditev v zvezi z obliko kristalnih mej. Pri TMPVT dobijo kristalne meje žagasto obliko. Take meje pa lahko močneje prispevajo k utrditvi le pri obremenitvi nad temperaturo ekvikohezije, ko se deformacija vrši z lezenjem kristalnih zrn drugo ob drugem. To je vzrok, da ima TMP jeklo višjo temperaturo inter-kristalnega preloma. Ko pa je temperatura dovolj visoka, da rekristalizacija poravna nazobčane kristalne meje, postane trdnost TMP jekla manjša od trdnosti klasično predelanega jekla prav zato, ker je prvo bolj drobnozrnato, in ima nad temperaturo ekvikohezije več bolj šibkih kristalnih mej. Verjetno je tudi to razlog za večjo plastičnost in manjšo trdnost jekla pri temperaturah 600 in 700° C, katero smo ugotovili pri naših preizkusih. Interkristalni prelom nastane pri trganju v vročem zaradi koalescence vrzeli, ki tvori interkristalne razpoke na geometrično in deformacij sko najbolj neugodnih mestih. Razpoke rastejo zaradi nepretrganega dodatka vrzeli, katere ustvarja deformacija v toplem, dokler se preizkušanec ne pretrga. Verjetno TMP ne zmanjša nastajanja vrzeli, pač pa povzroči, da se njihova koalescenca začne na mnogih mestih. Namesto redkih velikih razpok, ki hitro privedejo do preloma, nastane veliko manjših razpok in kovina se prelomi pri večji deformaciji. SKLEP Rezultati dela številnih raziskovalcev kažejo, da TMP ugodno vpliva na lastnosti jekla. Povečuje trdnost, mejo plastičnosti, plastičnost, utripno trdnost, vzmetnost, obrabno in kotalno trdnost, po-puščno obstojnost, odpornost proti toplotnemu udaru korozijsko odpornost in odpravlja popušč-no krhkost. Zato je mogoče pri istih jeklih s TMP doseči boljše mehanske lastnosti in večje obremenitve konstrukcijskih delov ali pa uporabiti za iste namene cenejša in manj legirana jekla. Slabe strani so razmeroma maloštevilne, med njimi sta najvažnejša dražja tehnologija in težja mehanska obdelava. Vprašamo se lahko zato zakaj se, kljub mnogim prednostim, TMP sorazmerno počasi uveljavlja v industrijski praksi ali se vsaj malo piše o tem. Med vzroke lahko naštejemo predvsem pomanjkanje izkušenj pri tehnološki aplikaciji TMP pri izdelovalcih jekla in pomanjkanje izkušenj pri trajnem pogonu izdelkov izdelanih s TMP pri uporabnikih jekla. Razumljivo je, da uporabniki niso pripravljeni plačati večje cene za polizdelke ali orodja, dokler jim praksa ne bo pokazala, da se je razlika v ceni izplačala. Domnevamo pa, da se TMP uporablja v vojaški in letalski industriji, vendar o tem nismo našli v strokovnem tisku nobenih podatkov. Številne dobre strani zagotavljajo, da bo TMP jeklo poseglo v mnoga področja sodobne industrije. Literatura 1. S. J. Matas, H. Hill in HP Munger: »Ausforming and Hot-Cold Working-Methods and Properties«; Phillip H. Smith, Mechanical Working of Steel 1, Gordon and Breacli, New York, 1964. 2. W. E. Duckworth in P. R. Taylor: »Ausforming of high — alloy steels«; Metallurgical Developpements in high - aIloy steels«; JSJ Special Report No 86, London, 1964. 3. V. M. Justufsson in V. F. Zackay: »Engineering Properties of Ausformed Steels«; Metal Progress 82, dec. 1962, 111—114. 4. E. N. Sokolkov, M. G. Lozinjskij in E. N. Cuprakova: »Nekatorie osobenosti mehanizma goriačej plastičeskoj deformaciji austenitnih stalej pri visokotemperaturnoj termomehaničkoj obrobotke«; Issledovania po visoko-pročnim splavam i nitevidnim kristallam, Akademia Nauk SSSR, Moskva, 1963. 5. M. L. Bernštein in A. G. Rahštadt: »Termomehaničeska-ja obrabotka ressorno-pružičnih stalej i ee obratimost«; Stalj (Moskva), 1962, št. 4, 346—348. 6. D. J. Bron in J. J. Levites: »Svojstva stali 55 HGR posle VTMO i povtornoj zakaljki«; Metallovedenie i termiče-skaja obrabotka metallov (Moskva), 1966, št. 9, 45—48. 7. A. P. Guljajev in A. S. Šigarev: »Termomehaničeskaja obrabotka stali i ee vlijanie na tonkuju strukturu i me-haničeskije i svojstva«; Issledovania po visokopročnim splavam i nitevidnim kristallam, Akad. Nauk, SSSR, Moskva, 1963. 8. F. White: »L'infuence d'un traitement thermomecanique au dessus du point AC 3 sur les proprietes des aciers martensitiques«; Poročilo IRSID-a, St. Germain en Laye, maj 1967. 9. D. A. Prokoškin, J. F. Zubin in V. A. Akimov: »Vlijanie visokotemperaturnoj termomehaničeskoj obrabotki na strukturu i svojstva konstrukcionoj stali«; Issledovania po visokopročnim splavam i nitevidnim kristallam. Akademia Nauk SSSR, Moskva, 1963. 10. D. A. Prokoškin, A. G. Vasiljeva, V. V. Akimov in Ju B. šinkarevič: »Vlijanie temperaturi defrormaciji pri TMP na mehaničeskie svojstva i porog hladnolomkosti konstrukcionoj legirovannoj stali«; Metallovedenie i ter-mičeskaja obrabotka metallov (Moskva), 1966, št. 9, 51—54. 11. N. Dregan in M. L. Bernštein: »Visokotemperaturnaja termomehaničeskoja obrabotka burilnih trub iz legirovannoj stali 38 HNM«; Stalj (Moskva), 1966, št. 10, 944—946. 12. V. D. Kaljner, L. D. Kossovskij in M. D. Bernštein: »Termomehaničeskaja obrabotka ressornih polos iz stali 55 HGR«; Stalj (Moskva), 1964, št. 3, 269—270. 13. L. Hyspecka in K. Mazanec: »Effect of Thermomecani-cal Treatment on the Properties of Structural Steels«; Journal of Iron and Steel Institute 205 (London), 1967, št. 12, 1261—1263. 14. L. Hyspecka in K. Mazanec: »Proprietes mecaniques des aciers apres traitement thermomecanique«; Memoires Scientifiques de la Revue de Metallurgie 65 (Pariš), 1968, št. 1, 17—25. 15. W. E. Duckworth: »Thermomechanical Treatment of Metals«; Journal of Metals (New York), 18, 1966, No. 8, 915—922. 16. V. V. Andrejeva, M. L. Bernštein, V. M. Zajcev, V. A. Zaimovskij, P. A. Matevosian, M. J. Sorokin in J. N. Fadejev: »Promišljennie proizvodstvo sortovogo prokata stali 40 s termomehaničeskoj obrabotkoj«; Stalj (Moskva), 1966, št. 3, 256—258. 17. M. L. Bernštein in O. M. Zueva: »Rekristalizacija man-gancevih i nikelevih stalej pri VT termomehaničeskoj obrabotke«; Metallovedenie i termičeskaja obrabotka metallov (Moskva), 1966, št. 10, 69—70. 18. D. A. Prokoškin, A. G. Rahštadt in A. S. Supov: »Vlijanie mikrolegirovania redkimi metallami na ustojčivost termomehaničeskogo upročnjenja stali«; Stalj (Moskva), 1967, št. 3, 259—263. 19. C. W. Marshal, J. H. Gehrke, A. M. Sabrof in F. W. Boul-ger: Ausforging of Alloy Steels«; Journal of Metals 18 (New York), 1966, No. 3, 328—336. 20. R. Clark, J. J. Harwood: »Ausformed Steels in Automotive Applications«; Metal Progress 89, 1966, No. 3, 81—86. 21. J. P. Telang in R. Clark: »Using Ausformed Steels for Tools«; Metal Progress 90, 1966, št. 2, 87—92. 22. V. Mihcev, R. Banov in M. Kinev: »Termomehaničeskoja obrabotka instrumentalnoj stali NTTMP«; Metallovedenie i termičeskoja obrabotka metallov (Moskva), 1967, št. 9, 10—15. 23. L. P. Karpov: »Termomehaničeskaja obrabotka rastoščih rezcov«; Metallovedenie i termičeskaja obrabotka metallov (Moskva), 1966, št. 4, 69—70. 24. V. D. Sadovskij, C. N. Petrova, E. H. Sokolkov, M. G. Gajdukov, D. Ja. Kazan in L. V. Smirnov: »Vlijanie visokotemperaturnoj termomehaničkoj obrabotki na svojstva žaropročnosti metallov in splavov«; Issledovania po visokopročnim splavam i nitevidnim kristallam«. Akademia Nauk SSSR, Moskva, 1963. 25. M. G. Lozinjskij, E. N. Sokolkov, Ju. P. Surkov i A. N. Romanov: »Mikrostrukturnije osobennosti viso-kotemperaturnogo ustalostnogo razrušenje austenitnoj stali 40 H 12 N 8 98 MB podvergnutoj VTMO«; Fizika Metallov i Metallovedenie (Sverdlovsk) 23, No. 3, 1967, 528—534. 26. M. L. Bernštein, N. Dregan, J. Ju. Korobočkin, O. S. Wi-liams, V. H. Kurilenko i T. M. Kovaljčuk: »Vozmožnosti i perspektivi primenenia termomehaničeskoj obrabotki trub«; Stalj (Moskva), 1965, št. 12, 1108—1110. 27. C. S. Carter: »Metallurgical Development in High AlIoy Steels«; ISI Special Report No. 86, London, 1964. 28. M. A. Kristal in I. Ja. Rjazancev: »VTO stali St 3«; Metallovedenie i termičeskaja obrabotka Metallov (Moskva), 1966, št. 9, 28—29. 29. E. J. Dulis: »Metallurgical Development in High Alloy Steels«; ISI Special Report No. 86, London, 1964. 30. R. Perry: »Stress Corrosion Resistance of High Tensile Stainless Steels«; Metallurgical Developpement in High Alloy Steel, ISI Special Report No. 86, London, 1964. 31. A. V. Supov, D. A. Prokoškin, A. G. Rahštadt in V. A. Medvedev: »Vlijanie holodnogo naklepa na meha-ničeskie svojstva i tonkuju strukturu stali podvergnutoj termomehaničeskoj obrabotke«; Stalj (Moskva), 1965, št. 9, 846—848. 32. G. T. Brown, H. J. Thomas in J. V. Hardy: »Enbrittle-ment in an Ausformed 12 % Chromium Steel«. Journal of the Iron and Steel Institute 203 (London), august 1964, 660—665. ZUSAMMENFASSUNG Im Artikel ist eine bibliographische Analyse iiber den Einfluss der thermomechanischen Behandlung auf die Stahleigenschaften. Die Ergebnisse der eigenen Versuche iiber den Einfluss diesartiger Behandlung auf die mecha-nischen Eingeschaften bei hoheren Temperaturen an einem Stahl von 0,3 % C, 2,9 % Si und 7,6 % Cr sind be-schrieben. Die Materie ist in drei Teile geteilt. Im ersten Teil ist eine Analyse der Einflussfaktoren so wie Verfor-mungsgrad, Verformungstemperatur, der Abkiihlungsge-schvvindigkeit von denen die Verbesserung der mechani-schen Eingenschaften abhangt, gegeben. Im zweiten Teil sind die Stahlsorten beziehungsvveise die Stahlzusammen-setzungen angegeben, welche fiir die thermomechanische Behandlung in Betracht kommen. Im vveiteren werden die vergiitteten Eigenschaften, welche mit der thermomechanischen Behandlung bei den Federstahlen, bei ver schiedenen Werkzeugstahlen und bei den temperaturbe-standigen Stahlen und Legierungen erreicht werden, be-handelt. Im dritten Teil ist der Mikromechanismus der Aus-hartung behandelt. Die Behauptungen, dass bei der Warm-umformung zur Ausscheidung der Karbide im Austenit kommt, vvelche die Versetzungsanordnung des Austenites verfestigen, wird kritisch analysiert. Es vvird angegeben aus welchen Griinden eine solche Ausscheidung nicht wahr-scheinlich ist und verteidigt die Meinung, dass die Versetzungsanordnung von den Atomvvolken des im Austenit aufgelosten Kohlenstoffs verankert wird. SUMMARY In this paper, the author analyses bibliographical data about the influence of thermomechanical treatment on steel properties, and describes the results of his own experimentes about the influence of such treatment on mechanical properties for steel with 0,3 % C, 2,9 % Si and 7,6 % Cr at high temperatures. The paper consists of three parts. In the first part the author analyses the data for parameters of this process vvhich have influence on the improvement of mechanical properties of steel. These parameters are the degree and temperature of treatment and cooling of steel after the treatment. In the second part compositions of steels are described vvhich are suitable for thermomechanical treatment. Apart from this, improvement of properties obtained by thermomechanical treatment of spring steel, of different tool steels, and of high-temperature steels and alloys is analysed. In the third part the hardening mechanism is discussed. A critical ana-lysis of the statements is made that carbides and nuclei are precipitated from austenite during the treatment, and that they consolidate the arrangement of dislocations, formed in austenite during the treatment, or in processes of rearrangement of its dislocation structure during the short interval betvveen the end of treatment and quench-ing of steel. Reasons are given why such precipitation does not seem to be probable, and the opinion is defended that dislocation arrangement is Consolidated by atom clusters of carbon dissolved in austenite. 3AKAIOTEHHE Abtop aHaAM3npyeT 6n6AiiorpaiJinio o bahhhhh TepMOMexannqec-Kofi nepepaSOTKH Ha CBOHCTaa CTaAH h onncbmaeT pe3yAbTaTbi co6-CTBCHHbIX HCCAeAOBaHHH T3KOH nepepaSOTKH Ha MexaHHKe h oxAa>KACHiie CTaAH nocAe npouecca. B nocAeAyiomHH nacTH CTaTbH paccMaTpuBaeTca cocTaB CTaAeii KOTopbie Han6oAee npnroAHbi AAH TepMOMexaHHMecKOH nepepa60TKH,- 3aTeM paccMOTpeHbi CBOHCTBa rioAyMeHbie yAymneHneM KaK pe3VAbTaT TepMOMexaHHHecKOH nepe- paSOTKH peCCOpHO-npy>khhhoh CTaAH, pa3HbIX MapK HHCTpyMeHTaAb-hoh CTaAH h HaKOHeu CTaAeii h cnAaBOB npeAHa3Ha'iciiLix aah yno-Tpe6AeniiH npn bhcokhx TeMnepaTypax. B TpeTbft hacth paccMOTpeH MexaHH3M ycTOHMHBOc™. KpHTHHeCKH npoaHaAH3HpoBana b ocoSeH-hocth yTBep>KAeHHe, mto bo BpeMJi npoAOAJKHTeAbHOCTH npoHecca nepepaGoTKH npOHCXOAHT BbiAeAeHHe KapSHAOB hah 3apoAbimeH b aycTeHHTy KOToptie yKpenAaioT vctpohctbo A"CAOKaiiHH b kopotkom npoMe>KyTKe BpeMeHH moka v kohhom nepepaSoTKH h 3aKaAKH CTaAH. Abtop h3hocht npnmiHbi Ha ochobahhh kotopmx oh mhchlh, m t o TaKOe BbiAeAeHHe B03M0>KII0 h HTO AHCAOKaifHHCKOC yCTpOHCTBO VKpcrtAaioT oGAaKa aTOMOB yrAbepoAa pacTorb\eHHora b aycTeHHTe.