Формирование комплекса механических свойств и характеристик сопротивления разрушению Fe-Cr-Ni и Fe-Ni-Mo сталей с метастабильным аустенитом

• Автор: Ишина, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Фундаментальность принципа метастабильности аустенита

1.2 Мартснситное превращение при деформации

1.3 Универсальность явления метастабильности аустенита

при деформационном нагружении

1.4 Проявление метастабильности аустенита в сталях

аустенитного класса

1.5 Метастабильный аустенит в мартенситностареющих сталях МСС

и его роль в формировании физикомеханических свойств и сопротивления разрушению.

1.6 Постановка цели и задач исследования
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Материал исследования.
2.2 Методики исследования и испытания.
3. ВЛИЯНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ уФАЗЫ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПРУЖИННЫХ СТАЛЕЙ НА АУСТЕНИТНОЙ ОСНОВЕ
3.1 Влияние степени метастабильности аустенита на деформационное
упрочнение сталей БеСгМТ композиции типа ХН. ТЗ
3.2 Особенности термомеханического упрочнения метастабильной
аустенитной стали ХН8Г2С2МФ
3.3 Выводы по главе 3.
4. ВЛИЯНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНОГО АУСТЕНИТА НА МЕХАШЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРУШЕНИЮ И ИЗНАШИВАНИЮ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
4.1 Деформационное поведение МСС с метастабильным аустенитом в
области малых упругопластических деформаций
4.2 Механические свойства и статическая трещиностойкость МСС
с метастабильным аустенитом
4.3 Выводы по главе 4
5.ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ
УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ИССЛЕДОВАННЫХ СТАЛЕЙ.
5. Совершенствование технологии термомеханического упрочнения
метастабильной аустенитной стали Х7Н8Г2С2МФ
5.2 Использование мартенситностареющих сталей с ревертированным
аустенитом в качестве инструмента для горячего деформирования.
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Одним из проявлений аномального механического поведения сталей и сплавов с метастабильным аустенитом является эффект памяти формы (ЭПФ) [], который проявляется в частичном или полном возврате деформации и формы образца, заданной в мартенситном или аустенитном состоянии при последующем нагреве или охлаждении. ЭПФ, отмечает нетрадиционность изменения их механических свойств (отсутствие явления возврата и др. Специфической особенностью сталей с низкой энергией дефектов упаковки (ЭДУ) аустенита является возможность возникновения в них деформационного 8-мартенсита или присутствия е-мартенсита в структуре закаленной стали [3]. Наличие е-мартенсита существенно изменяет условия образования и роста кристаллов деформационного ос-мартеисита. Механизм образования деформационной 8-фазы в аустенитных сталях обусловливается наличием в ней дефектов упаковки. Известно [,], что дефекты упаковки в аустените являются прослойками ГПУ-решетки. Важным явилось установление того факта, что высокий комплекс механических и служебных свойств сталей с метастабильным аустенигом достигается при оптимальном развитии мартенситного превращения для данного сплава в конкретных условиях нагружения []. Это объясняется тем, что при его протекании в процессе нагружения происходит не только упрочнение, но и релаксация микронапряжений. На мартенситное превращение при на1ружении расходуется большая часть энергии внешнего воздействия, поглощенной металлом, остальная ее часть идет на разрушение. Как показано [2], даже при сравнительно небольшом (»%) количестве остаточного аустенита, его превращение при деформации в мартенсит обеспечивает повышение энергоемкости разрушения болсс чем в 2 раза по сравнению с этой характеристикой сталей с полностью мартенситной структурой. В сталях со стабильностью аустенита ниже оптимальной необходимо повысить его устойчивость до требуемого уровня за счет увеличения энергии дефектов упаковки (ЭДУ). В сталях с повышенной стабильностью аустенита следует обеспечить противоположный эффект, снизив ЭДУ до требуемого уровня. Дестабилизация аустенита вызывается выделением карбидов, карбонитридов и других фаз, приводящих к обеднению аустенита углеродом, азотом, и легирующими элементами, получением в структуре небольшого количества а-, Б-фаз и дефектов упаковки, облегчающих протекание мартенситных превращений при на! При разработке режимов упрочняющих обработок высокопрочных сталей положен принцип, согласно которому в них необходимо получить мегастабильный аустенит, оптимизировать его количество и степень стабильности применительно к конкретным условиям нагружения и требованиям к свойствам. Этот принцип реализуется за счет регулирования мартенситных превращений, протекающих при охлаждении, испытаниях и эксплуатации. Наряду с упрочнением важно обеспечивать достаточно высокое сопротивление хрупкому разрушению сплавов. Это достигается не только использованием таких хорошо известных способов, как измельчение зерна, создание субсгруктуры, уменьшение блокировки дислокаций примесными атомами, но и получением в структуре сплавов метастабилыюго аустснита, превращающегося при нагружении в мартенсит с оптимальной для конкретных условий интенсивностью. Показано [], что для получения наиболее высокого уровня свойств в сталях и чугунах необходимо использовать - различные механизмы упрочнения и сопротивления разрушению в сочетании с деформационными маргенситными превращениями оптимальной интенсивности, протекающими при нагружении. Количественное соотношение структурных составляющих и развитие в них деформационных мартенситных превращений при нагружении регулируется в зависимости от конкретных условий эксплуатации. В работе [] предложена скейлинговая схема, объясняющая последовательность влияния деформационных мартенситных превращений при различных уровнях напряжений и характере приложения нагрузки на комплекс механических характеристик и сопротивление разрушению сталей и сплавов с метастабильным аустенитом. Таблица 1. Макроупругая область (<У„р«Т«У(и) Вблизи предела текучести (с~0,8-1,2суо. Макропластичсская деформация (ао.