Термическая обработка, изменяя тонкую и микроскопическую структуру, оказывает важное влияние на хладноломкость стали. Частично ее роль уже была показана в предшествующих пара­графах настоящей главы. Уже одно увеличение величины аустенитного зерна без изменения всех остальных элементов структуры стали приводит к повышению температуры перехода от вязкого типа разрушения к хрупкому примерно на 15—20° на каждый балл шкалы ГОСТ. Чем более неоднородно будет внутризеренное строение стали, предопределяющее, согласно П. О. Пашкову, нео­днородность деформации и деформированного состояния, тем от­четливее будет проявляться хрупкость стали. П. О. Пашков и В. А. Братухина следующим образом оценивают влияние структуры на склонность стали к хрупкости (табл. 15). И хотя легирование ста­ли и вносит свои поправки и изменения, характерные для каждого легирующего элемента, но в принципе эта классификация верна.

Следует подчеркнуть, что большая разница в склонности к хрупкости стали 7 и 8 групп, казалось бы близких друг к другу по структуре, определяется разной пластичностью мартенсита — низ­коуглеродистого в первом случае и высокоуглеродистого — во втором. Значение влияния однородности и близости свойств раз­ных структурных составляющих стали на склонность ее к хруп­кости видно из данных, приводимых в табл. 16 [142]. Здесь, несмотря на снижение твердости, связанное с возраста­нием в структуре неполностью закаленной стали феррита, вид по­верхности излома становился все более кристалличным, хрупким. Исследователи объясняют это увеличением неоднородности пла­стической деформации в момент излома, которая при такой структуре может протекать в основном лишь в зернах феррита. Переход при отпуске мартенсита в сорбит (правая часть таблицы) привел к более равномерному распределению деформации, что и умень­шило склонность стали к хрупкому разрушению.

Закалка на бейнит повышает порог хладноломкости по сравнению с за­калкой на мартенсит, причем, как правило, с понижением температуры изотермической выдержки (превраще­ния аустенита) порог хладноломкости также понижается [186]*. Более сло­жна зависимость между порогом хлад­ноломкости и пределом прочности. На фиг. 75 такого рода зависимость при­водится для стали состава: С=0,25%: Si=0,27 %; Мn=0,5%; Сr = 3,15%; Мо=0,54%; .Р=0,013%, приведенной к одним и тем же значениям проч­ности разными условиями термиче­ской обработки. Как видно, полноцен­ная термическая обработка (закалка на мартенсит с последующим отпус­ком) способна понизить на сотни градусов порог хладноломкости стали. По данным Сина и др. [186] понижение на 1 кг/мм² предела прочности среднеуглеродистой (С=0,25^0,30% ) хромомолибденовой (Сг=3%, Мо= до 0,6%) и марганецмолибденовой (Мn=1,5%, Мo= до 0,5%) стали в со­стоянии отпущенного мартенсита (σ_в= 115÷65 кГ/мм²), понижает порог хладноломкости на 2°. Однако следует иметь в виду, что это утверждение носит частный характер, так как при других усло­виях легирования могут быть получены иные результаты, особен­но при наложении влияния отпускной хрупкости.

Высокая эффективность влияния термической обработки на ме­ханические свойства и положение порога хладноломкости стано­вится особенно заметна на низкоуглеродистых низколегированных
и простых углеродистых сталях. За последнее время интерес к упрочнению таких сталей путем термического улучшения резко воз­рос и поэтому принимаются меры к широкому внедрению упрочняющей обработки к низкоуглеродистым кипящим сталям строи­тельного назначения взамен спокойных. Некоторые исследователи, например М. Е. Блантер [65], выступают даже с доказательствами возможности замены во многих случаях легированных конструк­ционных сталей низкоуглеродистыми нелегированными, например стали ЗОХГСА на сталь 10 или 15.
Считая такие утверждения, основывающиеся на лабораторных испытаниях образцов малого сечения чрезмерными, нельзя все же не подчеркнуть больших возможностей, заложенных в терми­ческой обработке низколегированных сталей.
Рассматривая влияние термической обработки на чувствитель­ность ударной вязкости стали к снижению температуры испыта­ний, можно обратить внимание на большую устойчивость низкоотпущенной стали по сравнению с высокоотпущенной (см. фиг. 64).
Природа меньшей чувствительности ударной вязкости к пониже­нию температуры испытаний, присущая закаленной и низкоотпущенной стали, до конца не ясна. Одни исследователи связывают это с высокой измельченностью блоков, свойственной закаленной
стали, другие - с более отчетливым проявлением в улучшенной стали при низких температурах испытаний влияния отпускной хрупкости.
Нам представляется, что, кроме этих двух причин, не следует упускать из виду главной — уменьшения с повышением темпера­туры отпуска однородности состава и структуры в микрообъемах,
связанной с процессами карбидообразования, выделением новых фаз и проявлением горофильности элементов.
Таким образом, влияние высокого отпуска двояко: с одной сто­роны, уменьшая или полностью устраняя искаженность кристал­лической решетки α-железа, приводя к коагуляции и сферодизации выделившихся частиц цементита (карбидов), он благоприятно влияет на абсолютное значение ударной вязкости и ее температурный запас, а с другой, приводя к развитию гетерофазности и гетероген­ности стали, к обогащению ее границ отдельными элементами или их соединениями, высокий отпуск может благоприятствовать охруп­чиванию стали. Конечный эффект определяется составом стали, ее чистотой относительно вредных примесей и температурой отпуска.