Формирование субмикрокристаллического структурного состояния при термомеханической обработке низкоуглеродистых сталей и стальных композитов

• Автор: Дельгадо Рейна, Светлана Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1Л Низкоуглеродистые высокопрочные стали

1ЛЛ Составы и способы получения низкоуглеродистых высокопрочных сталей

1Л.2 Эволюция структуры аустенита при горячей пластической деформации

1Л.З Кинетика превращения переохлажденного аустенита

1Л .4 Структура современных высокопрочных низкоуглеродистых сталей

1.2 Многослойные материалы на основе сталей

1.2.1 Применение многослойных материалов

1.2.2 Получение многослойных материалов
1.2.3 Структурное состояние и механические свойства многослойных материалов.
1.3 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материалы исследования
2.1.1 Характеристика исследуемых материалов
2.1.2 Технология изготовления и обработки исследуемых материалов
2.2 Методы структурных исследований
2.2.1 Исследование фазовых и структурных превращений с помощью дилатометра
2.2.2 Оптическая микроскопия
2.2.3 Растровая электронная микроскопия
2.2.4 Просвечивающая электронная микроскопия
2.3 Механические испытания образцов
2.3.1 Испытания на одноосное растяжение
2.3.2 Испытания па ударный изгиб
2.3.3 Определение доли вязкой составляющей при испытаниях падающим грузом
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ
3.1 Микроструктура и свойства низкоуглеродистой свариваемой стали после различных режимов термомеханической обработки
3.2 Влияние температуры изотермического распада аустенита на морфологию формирующейся структуры

3.3 Влияние состояния исходного аустенитного зерна на структуру стали после
термомеханической обработки
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА
4.1 Микроструктура и свойства низкоуглеродистой мартенситной стали после термомеханической обработки в лабораторных условиях
4.2 Структура и механические свойства листового проката, полученного в
промышленных условиях
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МНОГОСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СТАЛЕЙ
5.1 Структурное состояние многослойного композита, полученного методом горячей пакетной прокатки сталей (У8 и 08Х18Н10)
5.2 Структурное состояние многослойного композита, полученного методом горячей пакетной прокатки сталей (08X18 и 08Х18Н10)
5.3 Исследование механических свойств МСМ на основе сталей, полученных методом
горячен пакетной прокатки
Выводы по главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования и степень ее разработанности. Обзор многочисленных исследований в области материаловедения современных конструкционных материалов показывает, что в последнее время значительно увеличилась потребность в материалах, в том числе сталях, которые должны обладать комплексом специфических, часто взаимоисключающих механических свойств: высокими прочностью, пластичностью, ударной вязкостью и сопротивлением хрупкому разрушению [1-2].
Одним из важнейших свойств сталей - наиболее распространенных конструкционных материалов - является свариваемость, способность к которой определяется, в первую очередь, содержанием углерода. В связи с этим были предложены и разработаны стали с низким содержанием углерода - 0,05-0,08 %. К ним, прежде всего, относятся стали для строительства газо- и нефтепроводов, а также для изготовления тяжело нагруженных сварных конструкций ответственного назначения, эксплуатация которых ведется в сложных климатических условиях при низких температурах [3]. Естественно, что получение в таких сталях высокой прочности наряду с высокой ударной вязкостью и сопротивлением хрупкому разрушению является важной и актуальной задачей. В связи с этим для упрочнения таких сталей перспективно применение термомеханической обработки, сочетающей в себе горячую деформацию и фазовое превращение.
Анализ литературных данных показывает, что к настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал о закономерностях фазовых и структурных превращений в сталях подобного класса. Вот уже на протяжении нескольких десятилетий научные и промышленные группы (например, ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» г. Санкт-Петербург) занимаются исследованием и разработкой низкоуглеродистых низколегированных высокопрочных сталей. К настоящему моменту с учётом современных достижений в области микролегирования разработаны их химические составы, а также предложены режимы термомеханической обработки, позволяющей получить для них высокий комплекс механических свойств.
Однако, несмотря на важные достижения в данной области, имеющихся данных, однозначно, недостаточно для научного обоснования выбора оптимальных температурнодеформационных параметров обработки сталей подобного класса. Анализ данных открытой печати показывает, что многие принципиально важные вопросы, такие как: влияние деформации на протекание фазовых и структурных превращений в этих сталях, а также установление взаимосвязи между формирующейся структурой и уровнем механических

Таблица 1.3 Система классификации низкотемпературных продуктов распада аустенита [87]
Продукт Названия и обозначения Морфология Схематичное изображение
Г ранулярный бейнит Бескарбидный бейнит Феррит неправильной формы и МА Мартенсит/ Бейнитная МА улМ
Верхний бейнит ВН бейнит в низкоуглеродистых сталях В2 Реечный феррит с цементитом по границам реек >У С Беинитная Цементит а,фаза
Вырожденный верхний бейнит В1бейнит в низкоуглеродистых сталях ВЗ Реечный феррит с МА по границам реек \ Бейнитная МА а-фааа
Нижний реечный бейнит ВШ бейнит в низкоуглеродистых сталях В1 Реечный феррит с цементитом внутри реек ш ^Цементит Бейнитная а фата
Нижний бейнит Пластинчатый феррит с цементитом внутри реек Бейнитная а-фам/ч ' ч уУ Цементит
Реечный мартенсит Отпущенный реечный мартенсит ж Цементит