Mechanické vlastnosti oceli AISI 4135 po třech různých experimentálních procedurách tepelného zpracování pro výrobu vysokotlakých lahví 

Ing. Pavel Kučera1, prof. Ing. Eva Mazancová, CSc.2 

1 VÍTKOVICE CYLINDERS Inc., Ruská 24/83, 700 90 Ostrava-Vítkovice, Technical Department, Czech Republic 2 VŠB-Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Material Engineering, tř. 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic 

Z oceli AISI 4135 jsou vyráběny různé náročné produkty, mezi něž se řadí i ocelové láhve pro stlačené plyny. Stále vyšší požadovaná úroveň mechanických vlastností, včetně vodíkové odezvy, je dosahována přísadami mikrolegujících prvků (Nb, Ti, V, Zr, N atd.) spolu s kombinacemi tepelného zpracování s cílem získat multifázovou strukturu. Publikovaná práce se zabývá třemi typy zpracování daného typu oceli s přísadou V a N, kde varianta A byla založena na austenitizaci v režimu 700 °C/kalení do 20 °C a popouštění na 470 °C, což vedlo k výrazně segregované struktuře se všemi negativními důsledky. Pevnost dosahovala hodnoty 824 MPa, tažnost 17,6 % a velikost primárního austenitického zrna odpovídala stupni 10. Druhá varianta B zahrnovala opět austenitizaci s ochlazením na vzduchu do interkritické oblasti s navazujícím kalením těsně nad teplotu Ms, následným ochlazením na vzduchu do 40 °C pod Ms, finálním kalením do 20 °C a popouštěním na 470 °C/vzduch. Tato varianta vykazovala pevností úroveň téměř na horní požadované hranici (1257 MPa) při 14,5% tažnosti a vysokou, vyváženou úroveň výsledků rázových zkoušek (34/35 J.cm2) s nejjemnější strukturou (stupeň 11). Segregační pásování bylo částečně potlačeno a mikrostruktura vykazovala v převážné míře martenzitickou matrici s nižším podílem acikulárního feritu a spodního bainitu. U varianty C byla provedena austenitizace s následným ochlazením na vzduchu do interkritické oblasti, navazujícím kalením do 200 °C nad teplotu Ms, s dalším ochlazením na vzduchu do 90 °C nad M, a finálním kalením do 20 °C, což vedlo sice ke sporadickému výskytu segregačního pásování, zato však k nejhrubší struktuře (stupeň 8) a byla detekována vysoká pevnostní úroveň (1397 MPa) s tažností 9,8 %.

Klíčová slova: AISI 4135; řízené ochlazování; interkritická zóna; mechanické vlastnosti; mikrostruktura