Влияние циклической закалки на структуру и свойства конструкционной стали 37ХН3А

• Автор: Базайкина, Татьяна Витальевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 180 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА . Ю

1.1. Влияние температуры нагрева на процессы образования аустенита и мартенсита Ю

1.2. Термоциклическая обработка сплавов

1.3. Структурные превращения при нагреве закаленных сталей

1.4. Способы упрочнения сталей .

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Рентгенографический анализ

2.1.1. Определение макронапряжений .

2.1.2. Определение параметров тонкой структуры .

2.2. Металлографический анализ .

2.2.1. Электронная микроскопия .
2.2.2. Оптическая микроскопия .1
2.2.3. Количественная металлография
2.2.4. Высокотемпературная металлография .
2.3. Механические испытания .
2.4. Статистические методы обработки экспериментальных данных .
3. ВЛИЯНИЕ ПОВТОРНОЙ АУСТЕНИЗАЦИИ И ЗАКАЛКИ НА СТРУКТУРУ
И СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЖ ХНЗА.
3.1. Структурные превращения при нагреве стали
3.2. Влияние первичной и вторичной аустенизации и физикомеханические свойства .
3.3. Обсуждение результатов .
3.4. ЕЫводы .
ВЛИЯНИЕ ФАЗОВОГО НАКЛЕПА НА МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕШЕ
И СВОЙСТВА МАРТЕНСИТА ЗАКАЛКИ СТАЛИ ХНЗА
4.1. Влияние кратной закалки на структуру аустенита и физикомеханические свойства мартенсита .
4.2. Влияние истории термической обработки на фазовый наклеп аустенита
4.3. Влияние прочностных свойств фазонаклепанного аустенита на температуру начала мартенситного превращения
4.4. Дислокационная структура мартенсита после циклической закалки .
4.5. Выводы.НО
ВЛИЯНИЕ ИСТОРИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА
СТАЛИ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ОТПУСКЕ.
5.1. Влияние кратной закалки на ударную вязкость после низкого отпуска
5.2. фрактографическое исследование изломов ударных образцов, обработанных по режимам циклической закалки .
5.3. Микроструктурные изменения при отпуске стали после циклической закалки
5.4. Влияние исходной циклической закалки на механические свойства после отпуска стали .
5.5. Регрессионный анализ факторных моделей, описывающих свойства стали после циклической закалки .
5.6. Обсуждение результатов
5.7. Выводы.
ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.
6.1. Технология циклической закалки деталей горных
6.2. Оценка экономического эффекта от реализации результатов исследования в промышленности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Однако, даже при таком благоприятном расположении остаточного аустенита его влияние может быть отрицательным - приводить к снижению механических свойств закаленной стали [*]. Это происходит в случае, если метастабильный остаточный аустенит допре-вращается при отпуске. В этом случае участки вновь образовавшегося (при отпуске) мартенсита играют роль концентраторов, активизирующих процессы разрушения. В случав закалки с высоких температур (за счет исходной гомогенизации) остаточный аустенит в мартенсите при отпуске не претерпевает допревращения. При малых напряжениях и деформациях прослойки такого аустенита служат релаксаторами микронапряжений, тормозят развитие межзеренных хрупких трещин; происходит внутри-зеренное разрушение []. Таким образом, при расположении между пакетами мартенсита, нежелательным является только метастабильный остаточный аустенит. На ударную вязкость влияет не только размер исходного аус-тенитного зерна [], но и количество двойников в аустенитной структуре []. Согласно [], в высокоуглеродистой стали с ,$ Ст склонность к возникновению преждевременных изломов црямо пропорциональна линейному размеру зерна и обратно пропорциональна относительному количеству двойников в исходном состоянии. Большая доля остаточного аустенита распределяется на периферийных зонах зерен в крупнозернистой стали; измельчая зерно, можно добиться равномерного распределения аустенита по телу зерна. Мартенситное превращение является структурно-чувствительным актом, зависящим от свойств исходного аустенита. При скоростном нагреве углеродистой эвтектоидной стали обнаружено снижение точки мартенситообразования при повышении температуры и уменьшении скорости нагрева под закалку исходноотож-женной стали. Явление объясняется тем, что превращение в неоднородном по химическому составу аустените (а неоднородность тем выше, чем больше скорость нагрева) первоначально охватывает участки с меньшим содержанием углерода; температура начала образования мартенсита в которых, как известно, выше. Изменение скорости закалки сказывается на морфологии мартенсита []. Кроме того, изменение скорости закалки, изменяя уровень начала мартенситообразования, способствует созданию определенных деформационных условий в аустените к началу образования мартенсита, что определяет морфологию последнего. Классификация мартенсита по морфологическому признаку (различают игольчатый и пластинчатый) предложена в[,]. Игольчатый мартенсит представляет собой пакеты кристаллов, имеющих веретенообразную форму. В пределах одного аустенитного зерна может образовываться несколько пакетов. Такой тип мартенсита называют еще пакетным, массивным или реечным. Особенностью мартенсита пластинчатого типа является то, что отдельные пластины не образуют параллельных пачек. В этом случае наблюдается несколько кристаллографически эквивалентных плоскостей габитуса пластин, находящихся под определенным углом друг к другу. Пластинчатый мартенсит "линзовидный" образуется в высоко-углеродистых и высокоазотистых сплавах на основе железа []. В железоуглеродистых сплавах возможно образование обоих типов мартенсита. По [,] переход от игольчатого к пластинчатому мартенситу с увеличением углерода в стали связан с образованием двойников ниже критической температуры мартенситообразова-ния. Понижение энергии дефектов упаковки облегчает образование игольчатого мартенсита. Таким образом, легирующие элементы, определяя температурные и концентрационные области стабильности аустенита, способствуют образованию того или иного типа мартенсита. Известно, что высокий комплекс прочности и вязкости для среднеуглеродистой среднелвгированной стали соответствует мартенситу с пакетной морфологией, точка мартенситного образования при этом должна быть порядка 0°С []. Это возможно при высокотемпературной аустенизации. Однако, наряду с такими положительными факторами влияния высокотемпературного нагрева, как гомогенизация, растворение карбидов с нежелательной морфологией, повышение вязкости разрушения, аустенизация при высоких температурах ответственна за крупное зерно, вырастающее при нагреве. В результате этого в конечной структуре образуется крупнопакетный мартенсит.