Оптимизация структуры высокопрочных крепежных деталей при ресурсосберегающих технологиях

• Автор: Королева, Елена Геннадиевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Введение

1. Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Определение двухфазной структуры

1.1.1. Свойства конструкционных сталей после термической обработки из

межкритического интервала температур

1.1.2. Низкоуглеродистыс фсрритномартснситные стали как перспективный материал для получения высокопрочных штампуемых деталей

1.1.3. Влияние структуры на механические свойства ДФМС

1.1.3.1. Сопротивление малым пластическим деформациям

1.1.3.2. Деформационное упрочнение

1.1.3.3. Пластичность

1.1.3.3.1. Равномерное удлинение

1.1.3.3.2. Общее удлинение
1.1.3.4. Прочность
1.1.3.5. Чувствительность к закалочному и деформационному старению
1.1.3.6. Влияние микроструктуры
1.1.4. Влияние химического состава на структуру и свойства ДФМС
1.1.5. Способы получения ДФМС
1.2. Свойства мнкролегированных борсодержащнх сталей
1.2.1. Металлургические аспекты производства борсодержащих сталей
1.2.2. Влияние технологических параметров термической обработки на
прокаливаемость борсодержащих конструкционных сталей
1.2.3. Механизм влияния бора на прокаливаемость
1.3. Влияние бора на структурообразован не при термической обработке
1.4. Влияние содержания бора и параметров термической обработки па
свойства сплавов
Выводы по Аналитическому обзору литературы
2. ГЛАВА 2. Опробование комплексного технологического решения
по закалке из МКИ сортового проката низкоуглеродистых и мнкролегированных сталей в бунтах
2.1. Оптимизация автоматизированного комплекса по термообработке
сортового проката в бунтах
2.2. Оценка стабильности обеспечения заданного уровня механических
свойств при термообработке на предложенном автоматизированном комплексе
2.3. Влияние закалки из МКИ сортового проката из низкоуглероднетых
сталей на характеристики их деформационного упрочнения.
2.3.1. Влияние способа подготовки структуры на параметры
деформационного упрочнения сортового проката из стали .
2.3.2. Влияние способа подготовки структуры на параметры
деформационного упрочнения сортового проката из стали .
2.4. Анализ влияния предварительной деформации на структуру и
механические свойства стали , закаленной из МКИ
2.5. Анализ влияния температуры закалки из МКИ на параметры
деформационного упрочнения сортового проката из стали
Выводы по главе 2.
Глава 3. Разработка состава экономнолегированных борсодержащих сталей и технологии производства из них сортового проката, пригодного для холодной объемной штамповки крепежных деталей Математическая модель, оценивающей форму присутствия бора в твердом растворе и уровня прокаливаемости проката из борсодержащих сталей
Определение оптимальных соотношений Т, А1, . О и В в исследуемой стали, обеспечивающие максимальные характеристики прокаливаемости.
Влияние углерода, марганца, титана и эффективного бора на характеристики прокаливаемости исследуемых сталей.
Подготовка нормативнотехнической документации на производство сортового проката из борсодержащих сталей Г1Р и Р
Отработка технологии производства сортового проката из борсодержащих сталей марок Г1Р и Р в условиях ОАО ОЭМК Оценка эффективности усвоения бора при выплавке исследуемых сталей
Изучение характеристик прокаливаемости исследуемых сталей текущего производства ОАО ОЭМК.
Термокинетические диаграммы исследуемых сталей.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Анализ влияния технологии подготовки проката, режимов закалки из МКИ сталей , Р и Г1Р на морфологию упрочняющей фазы и ее трансформацию при дальнейшей холодной пластической деформации
Количественный металлографический анализ параметров структуры стали, закаленной из МКИ
Методика количественного металлографического анализа Идентификация типа упрочняющей фазы Методика проведения эксперимента
Анализ влияния дисперсности исходной структуры, предварительной пластической деформации и температуры закалки па морфологию упрочняющей фазы и ее трансформацию при холодной пластической деформации
Влиянии дисперсности исходной структуры, предварительной пластической деформации и температуры закалки на уровень механических свойств исследуемых сталей при холодной пластической деформации Выводы по главе 4.
Глава 5. Апробация в условиях ОАО БелЗАН технологии получения высокопрочных крепежных изделий из сортового проката с двухфазной структурой
Опробование технологии производства стержневых крепежных изделий из сортового проката низкоуглеродистых сталей марок и
Опробование технологии производства высокопрочных болтов и шпилек из сортового проката борсодержащнх сталей марок Р и Г1Р
Выводы по главе 5.
Выводы по работе
Список литературы


Так, для улучшения свойств сталей с ферритной структурой с используют различную растворимость никеля в а и уфазах рис. При нагреве в двухфазной области образуются а и уфазы, обедненная и обогащенная никелем. Различие в их механических свойствах усиливается в результате того, что уфаза при охлаждении превращается в мартенсит. В результате получения гетерогенной дуплексной структуры отмечается рост пластичности в первую очередь, равномерного удлинения при существенном повышении сопротивления хрупкому разрушению. Повышение устойчивости аустенита при нагреве в двухфазной области за счет диффузионного перераспределения углерода и других устабилизаторов между а и уфазами позволяет получит мартенситноаустенитную структуру в сталях с Мп и 0,0, С 3,8,9,, рис. Подвергая повторному нагреву исходно закаленные гомогенные стали, в результате повторной закалки из МКИ в зависимости от состава стали и температуры нагрева можно получать различную морфологию, количество и стабильность вторичного аустенита. О. 0. Рис. Стали с такими структурами отличаются повышенным комплексом свойств по сравнению с обычно закаленными сталями того же состава. Влияние вторичного аустенита приводит к снижению предела текучести, росту деформационного упрочнения и увеличению равномерного удлинения, что связывают как со свойствами собственно аустенита, так и с мартенситным превращением аустенита в процессе деформации, т. ПНП 3,9,,. Особое место среди двухфазных конструкционных, преимущественных листовых, сталей занимают ферритномартенситные стали с регламентированным количеством мартенсита, которым будут посвящены последующие разделы обзора. В последние годы значительный интерес вызвали низкоуглсродистые листовые ДФМС, структура которых содержит небольшое регламентированное количество мартенсита в ферритной матрице ,. Структурные особенности ДФМС практически того же состава, что и обычных низколегированных сталей обусловливают принципиальные отличия их поведения при деформации рис. Например, сталь 5АЕ0Х состава в 0,С, 1,Мп, 0,8, 0,8Мо, 0,У имеет следующие характеристики оо, МПа, с0 МПа, 8, коэффициент деформационного упрочнения п0,, протяженность площадки текучести 3. ДФМС того же состава ао. МПа, Ог0 МПа, а 0 МПа, 8, п0,, площадка текучести отсутствует . Низкие значения сопротивления малым деформациям и высокое общее и равномерное удлинение обеспечивают хорошую штампуемость и возможность глубокой вытяжки листовой заготовки. Вследствие высоких значений п достигается перераспределение деформаций и высокое сопротивление образованию шейки , а также возможность получения высоких прочностных характеристик в заданных сечениях конструкций после холодной штамповки. Преимуществом ДФМС является не столько их высокая прочность или высокая пластичность, сколько возможность получения оптимального сочетания этих свойств рис. Высокий предел текучести готовых деталей МПа формируется вследствие деформационного упрочнения при штамповке и последующего старения при температурах сушки лакокрасочного покрытия деталей при С рис. Рис. Особенности механических характеристик ДФМС а кривые деформации простой углеродистой нижняя кривая, двух низколегированных и ферритомартенситной стали пунктир б соотношение временного сопротивления и общего удлинения некоторых марок высокопрочных сталей в схема, иллюстрирующая формирование прочности из ДФМС в результате деформационного упрочнения Дас и прироста сопротивления в результате последующего старения Дост при 0С. При комнатной температуре ДФМС не обнаруживают склонности к старению возврату площадки текучести даже при длительном хранении . ДФМС представляют собой прочные и пластичные стали,, предназначенные для изготовления деталей методами холодной, деформации с достижением прочности вплоть до 0В7ОО9ОО МПа . Двухфазные стали, или стали с дуальной структурой кроме феррита и мартенсита, обычно содержат небольшое количество остаточного аустенита и бейнита при возможном присутствии дисперсных карбидов так, что по сути являются многофазными ,. Однозначным структурным признаком ДФМС является наличие феррнтпой матрицы, упрочненной неперлитной структурной составляющей.