Снижение прочности границ зерен может быть вызвано с одной стороны, за счет повышения концентрации вредных примесей (фосфора, серы и др.), образующих сегрегации на границах зерен, с другой за счет остаточных внутренних микронапряжений, которые преимущественно локализованы в местах выхода кристаллов мартенсита на границы исходных аустенитных зерен [1].
Целью работы является оценка прочности границ зерен закаленной стали, ослабленных сегрегациями примеси фосфора и остаточными внутренними напряжениями.
Использовали сталь 18Х2Н4ВА с добавлением различных количеств примеси фосфора. С целью вскрытия границ зерен использовали испытания на замедленное разрушение, при котором зарождение и развитие трещины происходит на границе зерен.
По методике [2], с помощью расчета методом конечных элементов, экспериментально определенные значения номинальных напряжений пересчитывали в значения локальных напряжений в зоне зарождения трещины. Устанавливали пороговые локальные напряжения, которые характеризуют прочность границ зерен в зависимости от содержания фосфора и уровня остаточных внутренних микронапряжений.
Таким образом, разработанный метод разделения вкладов примеси фосфора и остаточных микронапряжений в снижение прочности границ зерен закаленной стали, может быть использован в качестве основы методики прогнозирования пороговых нагрузок для высокопрочных стальных деталей, склонных к замедленному разрушению.