Обеспечение качества и свойств сварных соединений высокопрочных сталей целенаправленным формированием бейнитных структур зернистой морфологии

• Автор: Сейдуров, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 189 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МЕЗОФЕРРИТА И ЗЕРНИСТОГО БЕЙНИТА В ЗТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
1.1 Высокопрочные стали бейнитного класса для сварных конструкций ответственного назначения
1.2 Свариваемость высокопрочных сталей бейнитного класса в условиях сварки плавлением
1.3 Промежуточное превращение аустенита на структуры зернистой морфологии в сталях бейнитного класса в условиях термодеформационных циклов сварки
1.4 Тонкая структура и фазовый состав продуктов промежуточного распада аустенита зернистой морфологии в ЗТВ сварных соединений из высокопрочных низкоуглеродистых низколегированных сталей бейнитного класса
1.5 Свойства сварных соединений с промежуточными структурами зернистой морфологии
1.6 Наноструктуры в ЗТВ и их влияние на свойства сварных соединений
1.7 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Основные и сварочные материалы, принятые в экспериментах
2.2 Разработка методики изучения условий формирования мезоферрита и зернистого бейнтита в ЗТВ под действием термодеформационных циклов

2.3 Рентгенографический и электроннооптический анализ фазового состава и кристаллических структур при неразрешающихся дифракционных дублетах
2.4 Расчет параметров режима автоматической сварки под флюсом стыковых соединений пластин по заданному скоростному диапазону распада аустенита на мезоферрит и зернистый бейнит в ЗТВ
2.5 Определение физико-механических свойств сварных
соединений с промежуточными структурами в ЗТВ
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННЫХ ЦИКЛОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СТРУКТУР ЗЕРНИСТОЙ МОРФОЛОГИИ В ЗТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ
ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ БЕЙНИТНОГО КЛАССА
3.1 Оптимизация условий формирования промежуточных
структур зернистой морфологии в околошовной зоне сварных соединений
3.1.1 Математическая модель и оптимизация основных
технологических факторов воздействия термодеформационных циклов
на фазовый состав и структуру участка полной перекристаллизации
3.1.2 Математическая модель и оптимизация основных
технологических факторов воздействия термодеформационных циклов
на фазовый состав и структуру участка перегрева
3.2 Особенности формирования промежуточных структур
зернистой морфологии в околошовной зоне сварных соединений
3.2.1 Влияние температуры аустенизации на формирование промежуточных структур зернистой морфологии
3.2.2 Совместное влияние температуры аустенизации и
упругопластической деформации на формирование промежуточных структур зернистой морфологии
3.2.3 Влияние величины зерна и гомогенности аустенита на

формирование промежуточных структур зернистой морфологии
3.3 Строение и условия формирования наноструктурной карбидной составляющей глобулярной формы на участках ЗТВ сварных соединений и ее роль в предотвращении образования очагов
замедленного разрушения
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПОДБОР РЕЖИМОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ СТРУКТУРАМИ ЗЕРНИСТОЙ МОРФОЛОГИИ В ОШЗ С ОЦЕНКОЙ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ К ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН
4.1 Экспериментальная проверка диапазона погонной энергии дуговой сварки под флюсом стали 24Х2НАч, обеспечивающего формирование промежуточных структур зернистой морфологии в

4.2. Механические свойства сварных соединений со структурой зернистого бейнита в ОШЗ
4.3 Хладостойкость сварных соединений с промежуточной структурой зернистой морфологии в ОШЗ
4.4 Выводы по главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ БУРОВЫХ УСТАНОВОК ИЗ СТАЛЕЙ 24Х2НАЧ И 28Х2НАч
5.1 Общие сведения о буровой установке УКБ-5С
5.2 Практическое использование результатов исследований
5.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

низкоуглеродистых низколегированных сталей [48,50,79,80], в том числе с помощью экспериментального моделирования как термического, так и термодеформационного цикла одно- и многопроходной сварки, показали, что присутствие зернистого бейнита в качестве составляющей в ОШЗ наиболее благоприятно с точки зрения повышения комплекса физико-механических свойств.
В статье [81] авторы определяли механические свойства продуктов распада аустенита в бейнитной области, имеющих зернистую морфологию. Приведено сравнение предела текучести зернистого бейнита с другими видами бейнитных структур. Среди верхнего, нижнего и зернистого бейнитов у последнего предел текучести максимален. Однако такой вывод авторов не соответствует данным, полученным в работе [8,34,80].
В статье [80] приводятся данные о свойствах швов С-Мп-№-Сг-Мо стали с мелкозернистой феррито-бейнитной структурой. Дуговая сварка под флюсом пластин толщиной 25 мм при погонной энергии 20 кДж/см привела к получению сварного соединения с прочностью шва 702 МПа и ударной вязкостью 47 Дж/мм2 при температуре минус 51 °С, а при температуре минус 18 °С ударная вязкость составила 81 Дж/мм2. Авторами работы [82] приведены результаты исследований сталей 10ХГ2СЧ и 10Г2СЧ. Показано, что зернистая бейнито-мартенситная структура имеет высокий уровень прочности и хладностойкости вплоть до температуры минус 40 °С.
В работах [8,9,10,34,] рассмотрены условия формирования зернистого бейнита в сварном соединении и влияние его структуры на свойства сварного соединения из стали 24Х2НАч. Установлено, что структура зернистого бейнита в ЗТВ сварных швов, как в зоне перегрева, так и в зонах полной и неполной перекристаллизации, является наиболее предпочтительной с точки зрения комплекса механических свойств в сравнении с другими закалочными структурами - мартенситом, верхним и