Экспериментальный и математический анализ причин снижения пластичности трубных сталей при испытании падающим грузом

• Автор: Лукьянов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Глава 1. Влияние факторов на пластичность и разрушение сталей при
испытаниях падающим грузом
1.1. Влияние химического состава
1.1.1. Влияние основных легирующих элементов
1.1.2. Влияние микролегирующих элементов
1.1.3. Влияние примесных элементов
1.2. Влияние режимов прокатки
1.2.1. Влияние термодеформационных режимов
1.2.2. Влияние ускоренного охлаждения на структуру и свойства
стали
1.3. Статистическая анализ химического состава и технологических
факторов на долю вязкой составляющей при ИПГ
Заключение по главе
Глава 2. Исследование влияния структурных факторов материала на
пластичность и разрушение трубной стали при испытаниях падающим грузом
2.1. Технологии контролируемой прокатки толстого листа из трубных сталей
2.2. Отбор проб для исследования влияния структуры на пластичность и долю вязкой составляющей в изломе
2.3. Исследование особенностей микроструктуры образцов, деформированных и разрушенных при испытаниях падающим грузом с различной долей вязкой составляющей в изломе
2.4. Исследование влияния внутренних напряжений на пластичность и долю вязкой составляющей в изломе
Заключение по главе
Глава 3. Математическое моделирование пластической деформации и
разрушения сталей при испытаниях падающим грузом
3.1. Разработка математической модели пластической деформации
образцов при испытаниях падающим грузом
3.2. Выбор критерия разрушения в математической модели ИПГ
3.3. Исследование зависимости предельных деформаций от скорости деформирования
3.4. Реализация математической модели испытания падающим грузом
3.5. Разработка метода оценки доли вязкой составляющей в изломе
по результатам математического моделирования пластической деформации и разрушения при испытаниях образцов падающим грузом

3.6. Численное моделирование пластической деформации и разрушения при испытаниях падающим грузом однофазного материала
3.6.1. Влияние предела текучести на пластичность и долю вязкой составляющей в изломе
3.6.2. Влияние параметров упрочнения на пластичность и долю вязкой составляющей в изломе
3.6.3. Влияние предельных деформаций на пластичность и долю вязкой составляющей в изломе
3.7. Численное моделирование разрушения при испытании падающим грузом для двухфазного материала
3.7.1. О разрушении структурно-неоднородных сред
3.7.2. Влияние содержания и свойств отдельных структурных составляющих на пластичность и долю вязкой составляющей в
изломе при НПГ
Заключение по главе
Глава 4. Численный анализ и структурные исследования элементов, способных вызвать резкое снижение пластичности и доли вязкой составляющей («слабого звена») в изломе образцов при ИПГ
4.1. Постановка задачи и численное моделирование пластической деформации и разрушения при ИПГ образцов, имеющих элементы с низкой предельной деформацией - исследование «слабого звена»
4.1.1. Численный анализ влияния «слабого звена», расположенного в плоскости листа
4.1.2. Численный анализ влияния пространственной ориентации «слабого звена» в объеме толстого листа на значение доли вязкой составляющей в изломе
4.1.3. Численный анализ влияния линейных размеров неблагоприятно ориентированного «слабого звена» на долю вязкой составляющей в изломе. Формулирование отличительных признаков структурных элементов, способных вызвать резкое снижение пластичности металла при ИПГ
4.2. Металлографический анализ структурных элементов, способных вызвать резкое снижение пластичности металла при ИПГ
4.2.1. Исследование структурных особенностей литого металла. Выявление «слабого звена»
4.2.2. Исследование влияния первичных границ на пластичность и характер разрушения литого металла
4.2.3. Исследование наследственного характера первичных границ в горячекатаном металле
4.2.3 Исследование влияния первичных границ на пластичность и
характер разрушения горячекатаного толстого листа

4.3. Исследование влияния горячей прокатки на форму первичных
зерен и положение первичных границ
Заключение по главе
Основные выводы по работе
Список литературы

(рис. 1.20). С другой стороны КСУ при уменьшении температуры конца охлаждения увеличивается, а Т50 снижается.
Применение ускоренного охлаждения при производстве толстого листа, приводит к изменению скорости охлаждения по сечению листа [8]. В результате этого аустенит различным образом претерпевает превращения. Это приводит к неравномерной структуре по сечению и, как следствие, к неравномерным свойствам (особенно ударной вязкости) в поперечном направлении. Данная анизотропия увеличивается с увеличением содержания углерода в стали.
В работе [119] показано, что при определенных условиях в структуре мик-ролегированных трубных сталей может образовываться структурная анизотропия в виде длинномерных блоков бейнита реечной морфологии (рис. 1.21). При увеличении их объемной доли снижается не только предел текучести (рис. 1.22,а), но и ударная вязкость (рис. 1.22,6). Однако, анализ результатов данной работы показывает следующее: если предел текучести подобного материала рассматривать как средневзвешенную величину от вкладов отдельных структурных составляющих, включая протяженные включения бейнита реечной модификации, то при интенсивном снижении предела текучести, как это показано на рис. 1.22,а, бейнит реечной морфологии должен иметь от = КН50 МПа. Это противоречит общим представлениям о свойствах бейнита.
Рис. 1.2I. Ферритно-бейнитная структура с реечным бейнитом в низкоуглеродистой низколегированной стали [119].

5 620 ЗЕ

♦ >100 мкм
і ч. ■ >200 мш
♦ А и # А ▲ >400 м«м
• >700 м«м
• А. ■ ♦
* А *
• > -Г"' ч. ♦
5 10 15 20
Бейнит реечной морфологии, % (обьемн.)
Бейнит реечной морфологии, % (обьемн.)
Рис. 1.22. Влияние объемной доли бейнита реечной морфологии на предел текучести (а) и ударную вязкость (б) [119]