Роль морфологии цементита в обеспечении конструктивной прочности углеродистых заэвтектоидных сталей

• Автор: Плотникова, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЦЕМЕНТИТА В УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ (литературный обзор)

1.1. Особенности кристаллического строения цементита

1.2. Морфология цементита в железоуглеродистых сплавах

1.3. Физические и механические свойства цементита

1.4. Технологические возможности управления структурой

цементита в железоуглеродистых сплавах

1.4.1. Сфероидизирующий отжиг

1.4.2. Отпуск мартенсита

1.4.3. Подкритический отжиг стали

1.4.4. Холодная деформация пластинчатого перлита

с последующим отжигом

1.5. Выводы
1.6. Цели и задачи исследования
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СТАЛЕЙ
2.1. Материалы для исследования
2.2. Структурные исследования
2.2.1. Оптическая микроскопия
2.2.2. Просвечивающая и растровая электронная микроскопия
2.2.3. Рентгеноструктурные исследования
2.3. Режимы термической и химико-термической обработки
2.4. Определение прочностных свойств материалов
2.5. Испытания материалов на ударную вязкость
2.6. Методики определения трещиностойкости

'* 2.6.1. Усталостная трещиностойкость материалов
2.6.2. Статическая трещиностойкость стали
2.6.3. Ударно-усталостная трещиностойкость стали
2.7. Методы определения износостойкости
2.7.1. Определение износостойкости материалов при трении
о нежестко закрепленные частицы абразива
2.7.2. Определение износостойкости материалов при трении
о закрепленные частицы абразива
2.8. Взрывное нагружение цилиндрических образцов
2.9. Методы высокоэнергетического воздействия на стали
(♦ 2.9.1. Вневакуумная электронно-лучевая обработка
2.9.2. Лазерная обработка стали
3. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО
ЦЕМЕНТИТА ВИДМАНШТЕТТОВА ТИПА В СТАЛЯХ ЗАЭВТЕКТОИДНОГО СОСТАВА
3.1. Исследование атомно-кристаллической структуры цементита
3.2. Определение формы кристаллов избыточного цементита
видманштеттова типа в заэвтектоидных сталях
3.3. Особенности выделения кристаллов цементита видманштеттова
щ типа
3.4. Механизм образования избыточного цементита
видманштеттова типа
3.5. Влияние температуры нагрева стали и скорости ее охлаждения
на особенности образования избыточного цементита
3.6. Особенности строения кристаллов избыточного цементита
видманштеттова типа
3.7. Дефектное строение пластин видманштеттова цементита
3.8. Влияние горячей пластической деформации на морфологию
избыточного цементита в заэвтектоидных сталях
3.9. Влияние холодной пластической деформации на устойчивость пластин избыточного цементита видманштеттова типа
3.10. Лазерная и электронно-лучевая обработка заэвтектоидных
сталей
3.11. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ МОРФОЛОГИИ ИЗБЫТОЧНОГО ЦЕМЕНТИТА НА КОНСТРУКТИВНУЮ ПРОЧНОСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ
4.1. Прочностные свойства высокоуглеродистых сталей со структурой избыточного цементита
4.2. Статическая трещиностойкость сталей
4.3. Усталостная трещиностойкость сталей, содержащих избыточный цементит различной морфологии
4.4. Ударно-усталостная трещиностойкость заэвтектоидных сталей
4.5. Поведение заэвтектоидных сталей со структурой избыточного цементита в форме пластин и сетки в условиях динамического нагружения
4.6. Влияние морфологии цементита на износостойкость высокоуглеродистых сталей
4.7. Выводы
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УПРАВЛЕНИЮ СТРУКТУРОЙ ИЗБЫТОЧНОГО ЦЕМЕНТИТА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ
5.1. Применение заэвтектоидных сталей со структурой избыточного цементита
5.2. Выявление причины разрушения сетки неподвижных
ножей электробритвы
5.3. Выявление причин брака при изготовлении стального сердечника бронебойной пули

I — длина трещины, м;
Ь - ширина образца, м;
t - толщина образца, м.
В работе использовали образцы с размерами 100x20x4 мм (рис. 2.4, б). Предварительно на образцах выращивали трещину в условиях усталостного нагружения (вместе с надрезом трещина имела длину ~ 5 мм). Статистическая обработка результатов проводилась по результатам испытаний 5...9 образцов.
2.6.3. Ударно-усталостная трещиностойкость стали
Исследование процессов ударной усталости материалов осуществляли при помощи спроектированного и изготовленного на кафедре материаловедения в машиностроении НГТУ испытательного комплекса (рис. 2.5, а), состоящего из шести электромагнитных установок и измерительной системы. Испытательный комплекс позволяет производить как сравнительный анализ усталостных характеристик различных материалов, оценку эффективности способов их упрочнения, так и изучать влияние параметров внешнего силового воздействия на процесс ударно-усталостного разрушения.
Основным критерием, по которому сравнивались различные материалы, являлась характеристика долговечности - количество циклов нагружения до полного разрушения образца.Установка позволяет реализовать схему ударноусталостного сжатия (рис. 2.5, б) и состоит из следующих основных узлов: трансформатора 1, блока управления 2, электромагнитной катушки 3, образца 4, ударника 5, возвратной пружины 6, направляющей оси 7, подвижного заднего упора 8. Принцип работы установки заключается в следующем. Питающее напряжение через трансформатор и блок управления подается на электромагнитную катушку, которая втягивает в себя сердечник (ударник), наносящий удар по образцу. При снятии питания с катушки ударник возвра-