Закономерности формирования фазового состава и дефектной субструктуры термоупрочненной стали на разных масштабных уровнях

• Автор: Морозов, Максим Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ГРАДИЕНТНЫХ СТРУКТУРНОФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ В СТАЛЯХ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Современные проблемы и тенденции производства сортового проката

1.1.1. Неоднородность металла непрерывнолитой заготовки

1.1.2. Влияние технологии производства на качество и свойства сортового проката

1.1.3. Способы упрочнения стержневой арматуры

1.1.4. Влияние примесей в сталях на физико-механические свойства

проката

1.2. Формирование градиентных структурно-фазовых состояний

1.2.1. Общие закономерности

1.2.2. Формирование и эволюция градиентных структурно-фазовых состояний в толстых сварных швах
1.2.3. Формирование и эволюция градиентных структурно-фазовых состояний в арматуре при термоупрочнении
1.3. Структурные уровни пластической деформации
1.4. Моделирование процессов изменения структуры и механических свойств сталей
1.5. Выводы из литературного обзора
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материал исследования
2.2 Методики металлографических исследований
2.3 Методики исследования с использованием просвечивающей

дифракционной электронной микроскопии
2.4 Методики исследования механических свойств
ГЛАВА 3. МЕЗОУРОВНИ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРМОУПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРЫ
3.1. Механические свойства арматурного прутка, термоупрочненного с горячего проката
3.2. Профиль микротвердости арматуры разного диаметра...,
3.3. Структурно-масштабные уровни арматурного пруткаанализ травленого шлифа
3.3.1. Макроуровень - кольца различной травимости
3.3.2. Мезоуровень (уровень зеренного ансамбля)
3.3.3. Микроуровень (внутризеренная структура стали)
3.4. Фрактография поверхности разрушения стали
Выводы по главе
ГЛАВА 4. МИКРО- И МЕЗОУРОВНИ СТРУКТУРНОФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРМОУПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРЫ
4.1. Макроуровень - градиент фазового состава
термоупрочненной стали
4.2. Мезоуровень - изгиб-кручение кристаллической решетки феррита, дальнодействующие поля напряжений
4.3. Мезоуровень - подуровень дислокационного ансамбля
4.4. Закономерности и корреляции формирования структурнофазового состояния арматуры при термоупрочнении
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность
Уровень прочности строительной арматуры, как и других видов прокатной продукции, повышают за счет увеличения содержания легирующих элементов в стали или различных усложнений технологии производства. На практике приняты три основных способа упрочнения арматуры: легирование, деформация в холодном состоянии и термическое (термомеханическое) упрочнение. Общепризнанно, что наиболее эффективным из них является термическое упрочнение, позволяющее, при минимальном легировании стали, повысить временное сопротивление (до 1000 МПа и более), снизить порог хладноломкости и чувствительность к концентраторам напряжений, повысить конструктивную прочность и надежность изделий. Альтернативы способу термического упрочнения арматуры для армирования железобетона в настоящее время нет - любое другое решение требует значительного увеличения расхода легирующих элементов или других материальных ресурсов. Однако технологический процесс термоупрочнения арматуры является сложным из-за влияния многих факторов (скорость прокатки, марка стали, диаметр и температура арматуры, технологическая схема упрочнения и т.п.). Для целенаправленного управления им необходимо знание количественных закономерностей структурно-фазовых превращений в процессе термоупрочнения для каждой марки стали, диаметра заготовки и технологических параметров процесса. Анализ процесса термомеханической обработки стали проводится без учета структурных и масштабных уровней деформации, что не позволяет сформировать целостную физическую картину преобразований в

ГЛАВА 3. МАКРОСТРУКТУРНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕРМОУПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРЫ
В настоящей главе излагаются результаты, полученные при исследовании механических свойств, поверхности разрушения и структурно-фазового состояния арматуры, термоупрочненной посредством прерванной закалки в потоке быстроходного стана, т.е. характеристик материала, которые можно отнести к макроскопическим. Исследования выполнены путем испытаний арматурных стержней на одноосное растяжение и построения профиля микротвердости, а также методами оптической и электронной сканирующей микроскопии. Прослежено изменение механических характеристик и параметров структуры образца в целом, а также в зависимости от расстояния до поверхности арматурного стержня номинальным диаметром 12, 20 и 25 мм.
3.1. Механические свойства арматурного прутка, термоупрочненного
с горячего проката Исследование механических свойств арматурного прутка осуществляли путем одноосного растяжения и построения профиля микротвердости. Зависимость а =/(е) для арматурных прутков различных диаметров приведена на рис.3.1., в совмещенном виде - на рис.3.2. Параметры, характеризующие механические свойства арматуры, представлены в табл.3.1. Из анализа представленных результатов следует, что охлаждение арматуры по используемым в настоящей работе режимам, не зависимо от диаметра стержня, гарантирует получение механических свойств, соответствующих требованиям ТУ 14-1-5254-94 для класса прочности А500С. С другой стороны, с ростом диаметра арматурного стержня снижаются значения предела текучести а0,05 и относительного удлинения после разрыва б5. Одновременно с этим, значения условного предела текучести о0,2 и предела прочности ав изменяются по кривой с минимумом.