Повышение конструктивной прочности сталей формированием тонкодисперсной слоистой структуры

• Автор: Суханов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 198 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СТАЖ С МНОГОСЛОЙНОЙ СТРУКТУРОЙ. ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, СТРОЕНИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА (литературный обзор)

1.1. Технологические процессы получения сталей

с многослойным строением

1.2. Физические основы соединения металлов

в твердофазном состоянии

1.3. Особенности соединения материалов при сварке прокаткой

1.4. Неоднородность пластической деформации при получении многослойных сталей

1.5. Механические свойства сталей со слоистым строением

1.6. Применение многослойных материалов
1.7. Выводы
1.8. Цель и задачи исследования
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы исследования
2.2. Технология получения и термическая обработка многослойных сталей
2.3. Проведение структурных исследований
2.3.1. Металлографические исследования
2.3.2. Растровая электронная микроскопия
2.3.3. Просвечивающая электронная микроскопия
2.3.4. Микрорентгеноспектральный анализ
2.4. Статические испытания плоских образцов
2.4.1. Определение прочности и пластичности
при растяжении
2.4.2. Статическая трещиностойкость
2.5. Измерение микротвердости
2.6. Испытания на кручение
2.7. Испытания материалов на ударный изгиб
2.8. Усталостные испытания
2.9. Испытания сварных соединений на срез
3. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ МНОГОСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
3.1. Распад слоистой структуры при термопластической обработке сталей
3.2. Возможности предельного измельчения пластин
в исследуемых слоистых сталях
3.3. Особенности процессов рекристаллизации при получении многослойных сталей методом горячей прокатки
3.4. Полиморфные превращения в исследуемых материалах
3.5. Выводы
4. ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ
В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕГО НАГРУЖЕНИЯ
4.1. Условия расслоения слоистых материалов на границах сопряжения разнородных слоев
4.2. Влияние ориентации слоев на механизмы разрушения многослойных сталей
4.3. Формоизменение элементов слоистой структуры в условиях воздействия сжимающих напряжений
4.4. Влияние дисперсности элементов слоистой структуры на характер распространения трещин в условиях статического, динамического и усталостного нагружения
4.4.1. Поведение многослойных материалов при статическом нагружении

4.4.2. Разрушение многослойных сталей в условиях ударного нагружения
4.4.3. Сопротивление развитию усталостных трещин
4.5. Выводы
5. ПОВЫШЕНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ
5.1. Рациональные пути повышения конструктивной прочности многослойных сталей
5.2. Эффективность применения сталей со слоистой структурой
5.2.1. Повышение надежности и долговечности ленточных деревообрабатывающих пил
5.2.2. Повышение надежности рейсмусовых ножей для фрезерования древесины
5.2.3. Повышение срока службы ножей, используемых
для измельчения кормов
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

викингов, дамасская сталь и японские мечи. Это указывает на высокую оценку свойств многослойной стали мастерами Европы, Ближнего и Дальнего Востока.
В зависимости от назначения и характера приложения нагрузки при эксплуатации, конструкции могут быть изготовлены из многослойных сталей с прочной или слабой металлической связью между слоями [54, 69, 70]. К первому типу относятся конструкции, испытывающие динамический удар, а также сосуды и резервуары из биметалла, ко второму - многослойные резервуары и сосуды высокого давления, а также газопроводные трубы.
Имеется много примеров образования в реальных конструкциях трещин в результате ударного нагружения: повреждения военной техники стрелковым оружием, повреждения конструкций обломками лопаток турбин, пробивание космических аппаратов метеоритами и т. д. Во всех этих случаях повреждения могут привести к катастрофическому разрушению несущих элементов конструкций. Показано, что наиболее эффективными конструкциями, противостоящими высокоскоростной динамической нагрузке, являются многослойные материалы.
Проблема обеспечения надежности сварных конструкций ответственного назначения, таких, например, как сосуды высокого давления и магист-ратьные газопроводы, тесно связана с выбором экономичных, прочных и в тоже время вязких сталей. Рабочие параметры этих конструкций непрерывно повышаются, а условия их эксплуатации ужесточаются. Снижение температуры эксплуатации и увеличение рабочего давления существенно обострило проблему надежности газопроводных труб. Сталь для труб должна отвечать самым высоким требованиям, в том числе по критериям ударной вязкости. Ударная вязкость стандартных образцов с острым надрезом при температуре - 20 °С должна быть не менее 80... 120 Дж/см2. При этом вязкая составляющая излома должна занимать не менее 85 % площади излома.
Анализ результатов многочисленных исследований, посвященных проблемам, связанным с повышением механических свойств многослойных ста-