Структурные факторы вязкости мартенсита конструкционной стали, выявленные в испытаниях псевдомонокристаллов

• Автор: Маркелов, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 210 c. : ил

Глава I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Строение пакетного мартенсита

1.1.1. Структура и кристаллогеометрия пакета

1.1.2. Внутреннее строение мартенситных кристаллов

1.1.3. Остаточный аустенит в пакетном мартенсите

1.2. Разрушение пакетного мартенсита

1.2.1. Основные микромеханизмы разрушения

1.2.2. Связь разрушения со структурой и кристаллогеометрией

1.2.3. Водородная хрупкость и замедленное разрушение

1.2.4. Влияние водорода на строение излома пакетного мартенсита

1.3. Постановка задачи

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы и термическая обработка
2.2. Получение псевдомонокристаллов мартенсита
2.3. Металлографическое исследование
2.4. Фрактография
2.5. Определение габитусной плоскости
2.6. Количественные методы исследования структуры и разрушения
2.6.1. Размер и количество крупных кристаллов
2.6.2. Параметры траектории трещины
2.6.3. Размер и количество крупных фасеток скола
2.6.4. Лазерная дифрактометрия изломов
2.7. Наводоронивание и определение содержания водорода
2.8. Определение водородопроницаемости
2.9. Механические испытания

2.9.1« Испытания на растяжение и изгиб нестандартных образцов с надрезом. Испытания на замедленное разрушение
2.9.2. Испытания листовых образцов с центральной трещиной
на вязкость разрушения
Глава 3. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ МАРТЕНСИТА
3.1. Ориентированные образцы из единичного пакета мартенсита
3.2. Световая гониометрия излома
3.3. Количественный стереофотограмметрический анализ изломов..
Глава 4. СТРУКТУРА И РАЗРУШЕНИЕ ЕДИНИЧНОГО ПАКЕТА
4.1. Вязкость разрушения и строение излома крупного пакета мартенсита
4.2. Влияние отпуска на разрушение пакета мартенсита
4.3. Разрушения при низких температурах
4.4. Водородное охрупчивание пакета мартенсита
Глава 5. РОЛЬ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗДЕЛА В РАЗРУШЕНИИ ПАКЕТНОГО МАРТЕНСИТА
5.1. Разрушение пакетного мартенсита без границ зёрен в закалённом и отпущенном состояниях
5.2. Водородное охрупчивание и замедленное разрушение псев-домонокристаллов мартенсита
5.3. Водородное охрупчивание и вязкость разрушения тонколистовой высокопрочной стали
5.4. Строение и разрушение мартенсита в зависимости от скорости кристаллизации из расплава
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ХХУ1 съезд КПСС поставил перед металлургами страны задачу повышения качества металла и снижение материалоемкости металлических изделий. Одним из путей решения этой проблемы является более широкое внедрение высокопрочных сталей в качестве конструкционных материалов. Для правильного выбора состава и терляческой обработки высокопрочной стали применительно к условиям службы изделия необходима более полная информация о механизмах и процессах разрушения, имеющих место в основной структурной состав-ляющей высокопрочных сталей - мартенсите.
Мартенсит конструкционных сталей имеет сложную систему внутренних поверхностей раздела, играющих решающую роль,в пластической деформации и разрушении. К настоящему времени хорошо изучена лишь роль границ аустенитного зерна. Данные о разрушении по границам пакетов и кристаллов, а также скола по мартенситным кристаллам немногочисленны и противоречивы, влияние отпуска и температуры испытания не изучено. Одной из причин этого является малый размер фрагментов структуры мартенсита, затрудняющий идентификацию соответствующих им элементов поверхности излома и их количественный и кристаллографический анализ.
В последнее время для изучения структуры и свойств мартенсита используют стальные монокристаллы, или, как их называют, псев-домонокристаллы. В псевдомонокристаллах, во-первых, отсутствуют границы зерен аустенита, что дает возможность в чистом виде изучать роль всех остальных поверхностей раздела; во-вторых, пакеты и кристаллы имеют размеры в несколько миллиметров и в десятки микрон соответственно; в-третьих, возможность получения образца с одним пакетом во всем объеме облегчает определение кристаллогео-мегрии разрушения и позволяет изучить механические свойства мар-

устанавливали равной 3,6,10,18,30 и 40 мм/мин.
2.3. Металлографическое исследование
Для выявления монокристалльности и пакетной структуры на торцах и четырех взаимоперпендикулярных сторонах заготовок с помощью механической шлифовки и полировки приготавливали металлографические шлифы, которые затем травили 4% спиртовым раствором НыОд. Образцы при температуре кристаллизации были либо монокристаллами, либо состояли из двух и более кристаллов аустенита.
Для экспериментов отбирались образцы, не имеющие границ зерен.
На травленых шлифах невооруженным глазом и при небольших увеличениях на микроскопе МБС-9 видны области селективного отражения (0С0), представляющие собой пакеты кристаллов мартенсита.
Применяемые условия закалки позволяют получать псевдомонокристаллы с различной пакетной структурой: от мелких, врастающих друг в друга пакетов всех 4-х типов (рис. 2.2), до крупных пакетов (2-3 в объеме образца) размером в несколько миллиметров. Отдельные псевдомонокристаллы состояли целиком из одного пакета.
Исследование микроструктуры проводилось на микроскопе ММУ-3 при увеличении х120 и х450, на микроскопе " МЕ0ТОТ-2" при увеличениях х500, хТООО и х2000 (с иммерсией) и на микроскопе "МИМ-7". При увеличениях х120 и более видна структура пакета в виде сечений вытянутых одинаково направленных пластин (рис. 2.3). Эти пластины разделены участками, структура которых не выявляется при оптических увеличениях, и по-видимому, представляющими собой скопления более мелких кристаллов.
Ориентировка, форма и размеры реек определялись методами количественной стереометрической металлографии и в совокупности с рентгеновскими данными использовались для определения плоскости