Выбор температур и условий закалки для образцов из стали 6ХС производился по режимам, рекомендованным заводом-изготовителем (закалка 920 °С, 20 минут, масло; отпуск). Температура последующего отпуска изменялась с целью выяснения оптимальных соотношений между усталостными свойствами материала и стабильностью упругих свойств. Испытания проводились на специализированной установке [1].
Максимальное значение дефекта модуля нормальной упругости на базе 108 циклов нагружения для образцов составило: 2 % (отпуск при температуре 600 °С), 1 % (отпуск при температуре 550 °С) и 0,8 % (отпуск при температуре 370 °С). Температура отпуска 370 °С предшествует температурному интервалу, при котором начинается интенсивное образование цементита и способствует сохранению в структуре стали довольно высокого содержания когерентных метастабильных карбидных фаз. При данной температуре отпуска значительно снижается уровень закалочных напряжений, способствующих протеканию микропластической деформации [2]. Электронно-микроскопические исследования тонких фольг «на просвет» показали, что микроструктура стали 6ХС после закалки и отпуска при температуре 370 °С представляет собой α-твердый раствор на основе железа. Встречаются выделения округлой формы размером 0,1–0,5 мкм.
Увеличение дефекта модуля нормальной упругости при увеличении температуры отпуска можно объяснить изменениями, происходящими в мартенситной матрице вследствие ухода углерода из твердого раствора и укрупнения карбидов.
Таким образом, установлено, что при многоцикловом нагружении для стали 6ХС дефект модуля нормальной упругости возрастает с повышением температуры отпуска. В структуре стали, соответствующих наиболее упрочненному состоянию, наблюдается мелкодисперсные частицы, являющиеся эффективными препятствиями для движения дислокаций.