Управление структурой и свойствами горячекатаных высокопрочных низколегированных сталей для автомобилестроения

• Автор: Рыбкин, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание

Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1 Классификация высокопрочных сталей для автомобилестроения и области их

применения

1.2 Механизмы упрочнения низколегированных сталей и пути их реализации при

производстве высокопрочных автолистовых сталей

1.3 Системы легирования и технологические принципы получения низколегированных

сталей различных классов прочности

1.3.1 Основные легирующие элементы

1.3.2 Примесные элементы
1.3.3 Микролегирующис элементы
1.3.4 Влияние ниобия на процессы структурообразования в сталях
1.3.5 Физико-химические аспекты выделения карбонитридных фаз в высокопрочных
автолистовых сталях
1.4 Постановка цели и задач работы
Глава 2. Материал и методики исследования
2.1 Материал для исследования
2.2 Методики исследования
2.2.1 Термодинамический анализ областей существования фаз в высокопрочных
низколегированных сталях
2.2.2 Методика металлографического исследования микроструктуры
2.2.3 Электронномикросконическое исследование микроструктуры
2.2.4 Исследование состояния твердого раствора методом внутреннего трения
2.2.5 Методика проведения механических испытаний
Глава 3. Результаты термодинамического анализа условий растворения и выделения частиц, влияющих на свойства, в высокопрочных низколегированных сталях, микролегироваппых титаном, ниобием и ванадием, и определение условий реализации механизмов упрочнения путем измельчения зерна и дисперсионного твердения применительно к технологической схеме производства высокопрочного
горячекатаного проката
Глава 4. Исследование формирования структуры и свойств проката толщиной 2-3 мм из низколегированных сталей и разработка технологических рекомендаций по
получению в ОАО «Северсталь» горячекатаного высокопрочного проката толщиной
2-3 мм с пределом текучести не менее 460 и 500 11/мм'
4.1 Результаты исследования влияния технологических параметров на структуру и
свойства высокопрочного горячекатаного проката толщиной 2-3 мм с пределом текучести не менее 420 Н/мм2 из стали, микролсгированной ниобием или ниобием совместно с ванадием
4.2 Исследование структуры и' свойств высокопрочного горячекатаного проката
толщиной 2-3 мм из низколегированной стали марок S460MC и S500MC,
микролсгированной ниобием и ванадием
4.3 Исследование структуры и свойств высокопрочного горячекатаного проката
толщиной 2-3 мм из низколегированной стали марок S460MC и S500MC,
микролсгированной ниобием. Выявление ключевых технологических параметров и допустимых диапазонов их значений, обеспечивающих получение требуемого уровня свойств при колебаниях химического состава стали в пределах марочного
4.4 Микрорентгсиоспсктральный анализ
4.5 Металлографические исследования
Заключение к главе
Глава 5. Отличия формирования структуры и свойств проката толщиной 6 мм
5.1 Исследование влияния технологических параметров горячей прокатки на структуру и свойства высокопрочного горячекатаного проката толщиной 6 мм из низколегированной стали, микролсгированной ниобием в количестве не более 0,055%
5.2 Исследование струкгуры и свойств высокопрочного горячекатаного npoKaia
толщиной 6 мм из низколегированной стали марок S460MC и S500MC,
микролегироваппой ниобием и ванадием
5.3 Микрорентгсиоспсктральный анализ
5.4 Металлографические исследования
Заключение к главе
Глава 6. Разработка технологии, обеспечивающей высокий и стабильный комплекс
свойств юрячекаганого проката толщиной 2-6 мм
Заключение к главе
Выводы
Список использованных источников

Введение
Актуальность проблемы. В последние годы особую актуальность приобретают работы, направленные на повышение прочности автолистовых сталей, позволяющее уменьшить массу автомобиля, снизить расход топлива, повысить безопасность. На сегодняшний день наблюдается быстрый рост производства и потребления горячекатаных высокопрочных сталей с пределом текучести не менее 460-500 11/мм2 для энергопоглощающих элементов конструкции (балки, перекладины, диски колес, диагональные рычаги подвески, рамы).
Для указанных целей применяют низколегированные стали с традиционными механизмами упрочнения (измельчение зерна, дисперсионное твердение и твсрдорастворпос упрочнение), а также перспективные двухфазные и трип-стали, где прочность обеспечивается присутствием в ферритной матрице упрочняющих фаз — мартенсита, бейнита и других. При близком уровне прочности пластичность и штампувмост ь у перспективных сталей несколько выше, однако, они требуют более высокой культуры производства, а в большинстве случаев и наличия специального оборудования, в то время как низколегированные стали можно получать на стандартном оборудовании, которое имеется на большинстве металлургических заводов. Сказанным определяется актуальность работы по повышению пластичности и штампуемое низколегированных сталей с традиционными механизмами упрочнения путем управления формированием структуры и свойств в процессе производства.
Целью настоящей работы являлась разработка и освоение на ЧерМК ОАО «Северсталь» технологии производства высокопрочного горячекатаного проката из низколегированных сталей с пределом текучести не менее 460-500 Н/мм2 с комплексом свойств в соответствии с Е14 10149-2 для сталей марок 8460МС и Б500МС, но с более узкими диапазонами прочностных характеристик и более высокой пластичностью.
В работе решались следующие задачи:
1. Определение систем легирования стали и ключевых параметров производства, контролирующих комплекс свойств высокопрочного горячекатаного проката из низколегированных сталей на основе термодинамического анализа условий выделения и растворения частиц, влияющих на свойства.

зависимости от температуры приведено в работах [45, 46]. Из рассмотренных данных можно сделать следующие выводы:
— система Ті — N создает большое пересыщение при температурах выше тех, которые применяются для горячей прокатке;
— в системах У-С и У-Ы значительное пересыщение, наоборот, наблюдается в нижней части температурной области деформации;
— только система N6 — С создаст пересыщение твердого раствора в требуемом температурном интервале.
1 Іриведенньїе данные подтверждают, что титан эффективен для контроля структурообразования при высоких температурах (нагрев), ванадий может быть сохранен в твердом у-растворе для дисперсионного твердения в феррите, ниобий эффективен в промежуточной области (контроль процессов структурообразования при термомеханической обработке).
В то же время проведенный анализ свидетельствует о том, что условия выделения частиц, влияющих на свойства, зависит от множества факторов, связанных с химическим составом стали, технологическими особенностями се производства и определяется термодинамическими и кинетическими закономерностями, учет которых при выборе системы легирования и назначении технологических параметров производства конкретного вида металлопродукции из высокопрочной низколегированной стали является условием обеспечения высокого комплекса свойств.
1.4 Постановка цели и задач работы
1 Іроведешшй анализ литературных данных показал актуальность проведения работ по освоению на отечественных металлургических предприятиях производства горячекатаных высокопрочных низколегированных автолистовых сталей с пределом текучести не менее 40011/мм" при использовании традиционных механизмов упрочнения: упрочнения
измельчением зеренной структуры, твердораствориого упрочнения и дисперсионного твердения.
Примерный химический состав, механические свойства, а так же возможная область применения горячекатаных высокопрочных низколегированных сталей различных мировых производителей приведены в таблице 1.6.