Научные основы и технологические способы обработки гетерофазных сплавов с высоким уровнем конструктивной прочности

• Автор: Швейкин, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 284 с. : ил.

1.1 Термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита

1.2 Оценка содержания углерода в аустените, формирующемся в межкритическом интервале температур.

2 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ НАГРЕВА В МЕЖКРИТИЧЕСКИЙ ИНТЕРВАЛ

ТЕМПЕРАТУР

2.1 Структура и фазовый состав

2.2 Механические свойства.

ВЫВОДЫ.

3 ФОРМИРОВАНИЕ ГЕТЕРОФАЗНОЙ СТРУКТУРЫ

И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ

СТУПЕНЧАТОЙ ЗАКАЛКОЙ.

3.1 Выбор режима термообработки.
3.2 Особенности микроструктуры и механических свойств.
ВЫВОДЫ .
4 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАРЕНИЯ ГЕТЕРОФАЗИЫХ СТАЛЕЙ.
4.1 Закалочное старение.
4.2 Деформационное старение.
4.3 Формирование структуры и свойств.
ВЫВОДЫ.
ЧАСТЬ II.
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ
ДВУХФАЗНЫХ СТАЛЕЙ
5.1 Существующие модели
5.2 Разработка новой модели
ВЫВОДЫ.
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ
ГЕТЕРОФАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МИКРОУРОВНЕ.
6.1 Метод определения диаграмм упрочнения отдельных
структурных составляющих
6.2 Расчет диаграммы деформационного упрочнения
материала по диаграммам упрочнения входящих в него
структурных составляющих
ВЫВОДЫ.
7 ПЛАСТИЧНОСТЬ ГЕТЕРОФАЗНЫХ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ
СТАЛЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ НАПРЯЖЕННОГО
СОСТОЯНИЯ
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


После полирошеи образцы предварительно протравливались в 4 растворе азотной кислоты в этиловом спирте в течение 1с, а затем окончательно дотравл и вались в смеси, состоящей из трех объемных частей одной части 4 раствора пикриновой кислоты в этиловом спирте и двух частей 1 раствора тиосульфата натрия. Травление заканчивалось при окрашивании поверхности шлифа в матовожелтый цвет. Указанный режим травления позволил надежно выявить границы ферритных зерен и обеспечил хороший контраст между всеми тремя структурными составляющими. При этом бейнит окрашивался в черный цвет, феррит в серый, а области мартенсита имели белый цвет. Структурные характеристики рассчитывались с учетом соответствующих геометрических и статистических закономерностей ,. ХЬ. Ь длина линии измерения, соответствующая 1фазе Ь длина общей линии измерения. Ц число участков 1 фазы на длине линии измерения. Таким образом, относительная погрешность линейного метода обратно пропорциональна числу участков фазы 1, пересекаемых линией измерения, и увеличивается с уменьшением объемной доли фазы. При всех измерениях уровень относительной ошибки задавался от измеряемой величины. Перед началом измерения априорно оценивалась величина VI и из формулы 1. Для обеспечения относительной ошибки 5 на каждый вариант обработки пересчитывалось не менее 0 зерен. Для выявления размера зерна использовалось травление в 4 растворе ГОЮ3 в этиловом спирте . Для стали Юкп даже при охлаждении в воде образца сечением x мм невозможно получить чистую ферритомартенситную структуру рис. При охлаждении в воде от 0С из аустенита выделяется небольшое количество избыточного феррита, а оставшийся аустенит распадается на мартенситобейнитную смесь рис. Повышение температуры нагрева до 0С в МКИ сопровождается снижением устойчивости аустенита, и при последующем охлаждении он после выделения избыточного феррита, практически полностью превращается в бейнит рис. Охлаждение в масле от всех температур двухфазной области обеспечивает образование ферритобейнитной структуры. При охлаждении на воздухе из нижней половины межкритического интервала образуется, в основном, ферритобейнитная структура рис. Повышение температуры нагрева приводит к появлению и увеличению количества перлитной составляющей рис. Легирование малоуглеродистой стали 1,5 марганца способствует заметному повышению устойчивости аустенита при охлаждении из МКИ рис. Так, в стали Г2 после охлаждения в воде от 0С в сердцевине образца сечением x мм возможно получение ферритомартенситной структуры. При этом отсутствует феррит превращения. Таким образом, в сталях, содержащих 1,5 Мп, при охлаждении на воздухе от любых температур МКИ в образцах сечением x мм перлит не образуется. Микролегирование бором стали с 1,5 марганца в значительной мере подавляет выделение избыточного феррита, понижает температуру начала мартенситного превращения и смещает область распада аустенита по типу II ступени в сторону меньших скоростей охлаждения рис. В то же время снижение концентрации углерода сталь Г2Р сдвигает области бейнитного превращения и выделения избыточного феррита в сторону более высоких скоростей охлаждения рис. Введение в сталь кремния 1 сопровождается расширением межкритического интервала температур вследствие повышения точки АС 8,. При этом расширяется область выделения избыточного феррита, а области распада по перлитному и бейнитному механизму смещаются в сторону меньших скоростей охлаждения рис. Увеличение в стали концентрации кремния до 1,8 с одновременным легированием 1,5 марганцем ещ более повышает Ас и особенно Асз, понижает температуру начала мартенситного превращения и смещает область распада аустенита по бейнитному механизму в сторону меньших скоростей охлаждения рис. В показано, что увеличение содержания в аустените марганца приводит к уменьшению концентрации в нем углерода при нагреве в а у область. Кремний, как ферритообразующий элемент, оказывает противоположное влияние, увеличивая содержание углерода в аустените, что подтверждается заметным снижением точки М в стали Г2С2. В то же время кремний облегчает выделение избыточного феррита при охлаждении из МКИ, смещая область его существования в сторону больших скоростей охлаждения. О4 ,
0. О2 О3 О4 т,с
0. О4 т,с
0.