Улучшение свойств стальных трубных заготовок диспергированием структуры холодной радиальной ковкой и термическим воздействием

• Автор: Перцев, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1Л Методы получения ультрамелкозернистых и наноструктурированных материалов

1.1.1 Методы получения ультрамелкозернистых и наноструктурированных материалов с помощью интенсивной пластической деформации

1.1.2 Особенности технологии радиальной ковки

1.1.3 Особенности технологии штамповки обкатыванием

1.2 Формирование структуры и свойств материалов при использовании различных методов деформирования
1.2.1 Современные представления о механизмах формирования структуры и свойств ультрамелкозернистых материалов
1.2.2 Особенности формирования ультрамелкозернистых структур в конструкционных сталях, подвергнутых интенсивной пластической деформации
1.3 Особенности структурообразования при термическом воздействии на ультрамелкозернистые материалы, полученные с помощью методов интенсивной пластической деформации
1.4 Влияние предварительной термической обработки на деформируемость и свойства конструкционных сталей, подвергнутых холодной деформации
1.5 Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материалы для исследования
2.2 Методика термической обработки
2.3 Методика холодной радиальной ковки
2.4 Методика металлографического анализа
2.5 Методика электронно-микроскопического анализа

2.6 Методика определения твердости
2.7 Методика определения характеристик механических свойств при
растяжении
2.8 Методика определения ударной вязкости
2.9 Методика анализа дифракции отраженных электронов
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕРМОУЛУЧШЕННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПРИ ХОЛОДНОЙ РАДИАЛЬНОЙ КОВКЕ
3.1 Структура и свойства термоулучшенных конструкционных сталей
3.2 Закономерности формирования структуры и комплекса механических свойств при холодной радиальной ковке
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛЕЙ, ДЕФОРМИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ХОЛОДНОЙ РАДИАЛЬНОЙ КОВКИ
4.1 Влияние температуры нагрева на структуру сталей, деформированных методом холодной радиальной ковки
4.2 Влияние температуры нагрева на тонкую структуру сталей,
деформированных методом холодной радиальной ковки
4.3 Влияние температуры нагрева на механические свойства сталей,
деформированных методом холодной радиальной ковки
4.4 Выводы по главе
ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВОЙСТВ ДИСПЕРГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ МЕТОДОМ ХОЛОДНОЙ РАДИАЛЬНОЙ КОВКИ И ДРУГИМИ
СПОСОБАМИ МЕХАНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
5.1 Сравнительный анализ механических свойств среднеуглеродистых
сталей, диспергированных методом холодной радиальной ковки и другими способами механо-термической обработки

5.2 Сравнительный анализ механических свойств низкоуглеродистых сталей, диспергированных методом холодной радиальной ковки и другими способами механо-термической обработки
5.3 Ударная вязкость при пониженных температурах трубной заготовки из стали 35 с ультрамелкозернистой структурой, сформированной холодной радиальной ковкой и термическим воздействием
5.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Исследование авторов [80] показывает влияние исходной структуры (зернистого и пластинчатого перлита) стали 45ХН2МФА-Ш на ее деформируемость и упрочняемость в процессе предварительной термомеханической обработки с использованием холодной продольной прокатки в непрерывных валках. Деформируемость стали оценивали по изменению дефекта плотности в зависимости от степени деформации. Так, влияние исходной структуры проявляется только при деформациях выше 50 %. Образцы со структурой зернистого перлита разрушаются при значительно большей степени деформации в~96 % по сравнению с образцами со структурой пластинчатого типа, которые разрушаются при 8-65 %.
При РКУП за четыре прохода при температуре 400 °С закаленной стали 20 в результате развития локализованных сдвигов при деформации происходит нарушение границ реек мартенсита, и возникают бесформенные участки новой составляющей структуры (называемой «ковровой») [33]. Полного исчезновения границ мартенситных кристаллов не наблюдается. В участках ковровой структуры прослеживается фрагментация матрицы, обнаруживаются частицы цементита размером от 30 до 170 нм.
Закалка с высоким отпуском стали 20 перед деформированием методом РКУП приводит к образованию в структуре участков феррита, почти не содержащих карбидов и участков с цементитными выделениями [33]. Ферритная составляющая фрагментируется в процессе теплого РКУП, субзерна/зерна феррита имеют преимущественно большеугловую разориентировку и размеры от 180 до 1020 нм. В структуре исходно термоулучшенной стали 20 после теплого РКУП присутствуют цементитные частицы размером от 25 до 500 нм, которые имеют глобулярную форму. В процессе РКУП происходит растворение наиболее мелких карбидных частиц, расположенных внутри кристаллов а-фазы, которые выделились при отпуске после закалки. Таким образом, в процессе РКУП происходит «очищение» областей феррита от карбидов, что облегчает накопление деформации и развитие фрагментации таких участков. Структурные изменения в стали 45 аналогичны изменениям, проходящим в стали 20. Следует отметить, что