Структура и свойства мартенситностареющих сталей, подверженных замедленному разрушению

• Автор: Ширихин, Василий Борисович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 83 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Раздел 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. Мартенситностареющие стали (МСС)
ЕЕ Общая характеристика сталей
1.2. Классификация и принципы легирования МСС
ЕЗ. Термическая обработка МСС
1.4. Влияние условий нагрева и охлаждения на структуру МСС
Е5. Природа высокой пластичности и вязкости МСС
2. Замедленное разрушение (ЗР) высокопрочных сплавов
2.1. Замедленное разрушение МСС
2.2. Механизмы и факторы замедленного разрушения МСС
2.3. Влияние водорода на замедленное разрушение МСС
3. Механика коррозионно-механического разрушения сплавов
4. Постановка задачи исследования
Раздел 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Е Характеристика исследованных сплавов
1.1. Химический состав сплавов
1.2. Выплавка, термообработка, изготовление образцов
2. Методы испытаний и расчетов
2.1. Стандартные механические испытания
2.2. Методика испытаний на ЗР и КРН
2.3. Расчет коэффициента интенсивности напряжений
2 .4. Методика коррозионных испытаний
3. Методы исследований
3.1. Электронно-микроскопические исследования
3 .2. Рентгеноструктурный анализ
3.3. Металлография
3.4. Дилатометрия
3.5. Резистометрия

3.6. Дифференциальный термический анализ
3.7. Фракто графил
3.8. Микрорентгеноспектральный анализ
Раздел 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
1. Структура, свойства и ЗР Ее-М- и Ее-М-Со-МСС
1.1. Влияние состава коррозионной среды на ЗР МСС
1.2. Влияние температуры старения на характер и кинетику ЗР МСС
1.3. Релаксация напряжений при ЗР МСС
1.4. Механические свойства исследованных МСС
2. Механизм замедленного разрушения МСС
2.1. Механика ЗР МСС
2.2. Электрохимия ЗР МСС
2.3. Влияние старения на контролируемый водородом рост трещины ЗР

2.4. Модель роста трещины ЗР в МСС
2.5. Модель ЗР МСС
2.6. Фрактографические исследования
3. Кинетика и механизм старения Ее-М- и Ее-М-Со-МСС
3.1. Рентгеноструктурные исследования
3.2. Резистометрические исследования
3.3. Дифференциальный термический анализ
3.4. Термоактивационный анализ процессов старения и ЗР
4. Влияние режима закалки на прямое и обратное у-»а—»у-превращение в Ее-М-Со-МСС
4.1. Дилатометрические эффекты обратного а->у-превращения в МСС
4.2. Роль текстуры в процессах старения и ЗР МСС
5. Структура, свойства и ЗР Ее-М-Сг-МСС
5.1. Исследование структуры стали 03X11Н10М2Т
5.2. Влияние режимов упрочнения на коррозию сплава Ре-№-Сг-МСС
5.3. Механические свойства стали 03X11Н10М2Т
5.4. Резистометрия процессов старения стали 03X11Н10М2Т

5.5. Замедленное разрушение стали 03X11Н10М2Т
5.6. Фрактография ЗР стали 03X11Н10М2Т
6. Структура, свойства и ЗР Fe-Ni-Co-Cr-MCC
6.1. Механические свойства стали 03Х10Н5К5М2ДТ
6.2. Результаты структурных исследований
6.3. ЗР и КРН стали 03X10Н5К5М2ДТ
6.4. Коррозионные свойства стали 03X10Н5М2ДТ
7. Анализ полученных результатов. Способы повышения сопротивления МСС замедленному разрушению
7.1. Анализ полученных результатов
7.2. Способы повышения сопротивления МСС замедленному разрушению 187 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Схема установки и эскиз образца приведены на рис.2.2.1, б. Перед началом испытаний измерялась суммарная глубина надреза и усталостной трещины с целью определения рабочего сечения образца и напряжения, действующего в его сечении. Описанная методика выгодно отличается от испытаний на растяжение, т.к. в условиях трехосного напряженного состояния вызывает отрывной тип деформации в вершине трещины, а также имитирует напряжения, возникающие при изготовлении изделия, с которыми наиболее часто связаны разрушения на стадии эксплуатации.
В качестве коррозионной среды в работе использовали дистиллированную воду, 3,5%-ный раствор хлорида натрия, а также проводили испытания на воздухе. Испытания проводили при комнатной температуре. Оценивали также роль катодного наводороживания на степень охрупчивания сталей при ЗР. Поскольку зарождение трещины КР связано с процессами, происходящими на поверхности, чистоте ее обработки уделялось особое внимание. Боковые поверхности перед нанесением трещины очищались от продуктов предварительной обработки шлифовальной бумагой М40. Началом испытаний считали начало контакта нагруженного образца с коррозионной средой.
На первом этапе испытаний определяли прочность образца на изгиб на воздухе, путем ступенчатого нагружения образца до разрушения. В результате этих испытаний определяли кратковременную прочность <тк- На следующем этапе испытаний определяли пороговое напряжение егя, ниже которого разрушение не происходит при заданной базе испытаний. Для этого нагрузку постепенно уменьшали из расчета оц=К.< ак, где К< 1 и при каждом значении К образцы доводили до разрушения. При этом фиксировали время до разрушения. Если по прошествии 100 часов образец не разрушился, нагрузку увеличивали наполовину по сравнению с предыдущей и т.д. Номинальное напряжение <т (напряжение без учета влияния надреза), действующие в сечении образца, определялось по формуле:
<7 = 6Р1..т, (2.2.1)
В(Н -А)