Разработка и исследование высокопрочной коррозионностойкой мартенситностареющей стали для работы при криогенных температурах до 20К

• Автор: Анисимов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

<г Р

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Коррозионностойкие стали для криогенных температур

Хромомарганцевые стали

Стабильные аустенитные хромоникельмарганцевые стали с азотом

Мета стабильные аустенитные стали

1.2. Легирующие элементы в мартенситностареющих сталях

Влияние углерода и азота

Влияние хрома

Влияние никеля

Влияние молибдена

Влияние кобальта
Влияние титана и ниобия
1.3. Коррозионностойкие мартенситностареющие стали
1.4Стабилизация аустенита при у-*сх и а-» у превращениях
Заключение по состоянию вопроса и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы для исследования и технология их изготовления
2.2 Термическая обработка и определение механических свойств
2.3 Методика проведения испытаний при низких температурах
2.4. Исследования микроструктуры
2.5. Методика испытаний на склонность к коррозионному разрушению
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ
3.1. Статистическая обработка результатов исследования влияния легирующих элементов на механические свойства Сг-ІМі-Со-Мо сталей
3.2 Влияние никеля и кобальта на механические свойства и микроструктуру Сг-ІМі-Со-Мо стали
3.3 Разработка химического состава МСС для 20 К
Заключение

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ІІА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ,
СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ 05Х12Н7К6М4Б
4.1. Исследование влияния температуры закалки и обработки холодом на фазовый состав и механические свойства стали
4.2. Исследование влияния температуры и длительности старения на фазовый состав и механические свойства стали
4.3 Влияние режимов термической обработки на
микроструктуру стали
Заключение
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТАБИЛИЗАЦИИ АУСТЕНИТА В СТАЛИ 05Х12Н7К6М4Б
5.1. Исследование кинетики обратного а—»у превращения
5.2. Исследование влияния нагрева в ос+у области перед закалкой на фазовый состав и стабильность аустеннта
5.3. Исследование влияния нагрева в области а+у после высокотемпературной закалки на фазовый состав и
механические свойства
Заключение
6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
6.1. Штатная технология выплавки.принятая для мартенситностареющих сталей
6.2. Технологический процесс прокатки стали
6Л. Термическая обработка листового материала
6.4. Технология сварки
6.5. Исследование склонносги стали к коррозионному растрескиванию (КР)
6.6. Изготовление полусфер для емкостей
Заключение
Общие выводы
Литература

Развитие таких отраслей новой техники, как ракетостроение и энергетика управляемых термоядерных процессов, космическая техника, физика высоких энергий, медицина, биология, транспорт, металлургия, потребовало разработки конструкционных материалов, способных работать в условиях криогенных температур, воздействия больших нагрузок, глубокого вакуума, вибрации и др.
Объем производства и потребления сжиженных газов - метана, азота, аргона, кислорода, водорода, гелия постоянно увеличивается во всем мире, и решение задач, связанных с созданием изделий криогенной техники, приобретает все большее значение.
У нас в стране и за рубежом ведутся интенсивные работы в области
изучения поведения материалов при экстремальных условиях
низкотемпературного нагружения. Большое место занимают вопросы
изучения хладноломкости сталей и сплавов, влияние фазового и
структурного состояния на их свойства. До недавнего времени считалось,
что высокий запас пластичности и стойкости против хрупкого разрушения,

может гарантировать только гранцентрированная решетка аустенита. Однако работами отечественных и зарубежных исследователей экспериментально показана возможность применения для низких температур сталей и сплавов с объемноцентрированной, гексагональной плотноупакованной решеткой и смешанных структур.
Стали для криогенной техники должны обеспечивать необходимую прочность в сочетании с высокой вязкостью и пластичностью, обладать малой чувствительностью к концентрации напряжений и низкой склонностью к хрупкому разрушению, обладать хорошей свариваемостью. Важной характеристикой сталей является их высокая коррозионная стойкость. Широкое распространение в технике низких температур получили хромоникелевые аустенитные стали, содержащие 17-25% хрома и

2.4. Исследование микроструктуры
Исследование микроструктуры сталей после различных режимов термической обработки и пластической деформации проводили на горизонтальном микроскопе МИМ 8 и ММР 4. Для травления шлифов использовали раствор хлорного железа в разбавленной соляной кислоте концентрации 5 гр РеС13, 15 мл НС1, 60 мл Н20, а также электротравление в 10% растворе щавелевой кислоты.
Для определения аустенита, образующегося при а—*7 превращении, применялся метод рентгеноструктурного анализа Съемка проводилась на дифрактометре ДРОН-3. Использовалось излучение Река- Количество остаточного аустенита в структуре стали определялось из соотношения интенсивности по линиям мартенсита (Н0)а и аустенита (Ш)у и подсчитывалось по формуле:
(00
%т= >где
I
1у и 1а - интенсивность линий (П1)у — фазы и (ПО)а - фазы соответственно.
Фрактографическое исследование поверхностей разрушения проводили на электронном микроскопе 1ЕМ-7А. Использовались угольные реплики, изготовленные одноступенчатым методом, оттененные вольфрамом.
Определение критических точек Ан и Ак определялось на универсальном дилатометре «8аботе1».
Состав выделяющихся фаз определяли рентгеноструктурным и химическим анализом анодных осадков которые изолировали в спиртовом (энтальном) электролите, содержащем 10% НС1 и 5% лимонной кислоты.