Перекристаллизация, фазовые и структурные превращения в сталях в неравновесных условиях

• Автор: Табатчикова, Татьяна Иннокентьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 286 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛАЗЕРНЫЙ НАГРЕВ II СТРУКТУРНАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ

1.1 Фазовые н структурные превращения при лазерной обработке предварительно отожженных сталей

1.2 Лазерная обработка предварительно закаленных сталей.

Влияние исходной структуры на формирование литой зоны

1.3 Влияние отпуска на перекристаллизацию закаленной стали

1.4 Механизм образования аустенкта при лазерном нагреве закаленных схалей

1.5 Влияние деформации на перекристаллизацию закаченной стали

Выводы к главе 1

ГЛАВА 2 УПРОЧНЕНИЕ СТАЛЕЙ ПРИ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКЕ
2.1 ричины повышенной твердости при лазерной закачке конструкционных сталей
2.2 Способ иоверхностной лазерной закалки, обеспечивающий
получение равномерной твердосхи поверхности
2.3 Особенности упрочнения мартснснтностареюших сталей после
лазерной обработки
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3 СОВЕШЕНСТВОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВАРИВАЕМЫХ СТАЛЕЙ
3.1 Структурные превращения при лазерной сварке конструкционных сгачей
3.2 Структура и механические свойства сварных соединений,
выполненных механизированной одно и двухдуговой электросваркой
3.3 Структурная наследственность и ннтеркристаллнтная хрупкость
в высокопрочной низкоуглеродистой свариваемой стали
3.4 Совершенствование структуры и механических свойств судостроительных свариваемых сталей
3.5 Структура и механические свойства листового проката из низкоуглсро
дистых низколегированных сталей после термомеханической обработки
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4 ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ С ПЕРЛИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
4.1 Бездиффузионное образование аустенкта в стали с перлитной структурой
при лазерном нагреве
4.2 Кристаллическая структура цементита
4.3 Влияние термической обработки на локальную атомну ю структуру
цеменптта в стали
4.4 Твердорастворное упрочнение ферритной составляющей перлита
4.5 Влияние твердорастворного упрочнения феррита и коагуляции цементита
на износостойкость эвтектоидной стали У8
4.6 Поведение перлита при деформации
Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Это отчетливо видно по меньшей величине отпечатков мнкротвердости в светлых участках ((бесструктурного» высокоуглеродистого мартенсита, по сравнению с отпечатками в ферритных зернах, которые остались еще непревращеннымн (см. Появление мелкозернистого феррита при продвижении к расплавленной зоне (рис. С (точку Ас? Рис. Рис. Структура после лазерной закатки в атом случае (рис. МПа. Этот процесс должен продолжаться до тех пор, пока во всем объеме аустенита содержание углерода не достигнет среднего для данной стали значения, 0. С. Но в условиях лазерного нагрева отожженной стали этот процесс не успевает завершиться из-за малой скорости диффузии углерода, если сталь остается в твердом состоянии. И только в зоне расплавления концентрация углерода по объему в значительной мерс успевает выравииться, при этом твердость стали после закалки снижается примерно до МПа, то есть до уровня, свойственного резко закаленной от высокой температуры стали . Неоднородность структуры, наблюдающаяся в зоне термовлияния огожженных доэвтектоидных сталей и сохраняющаяся вплоть до температуры плавления, находит отражение в неоднородном распределении мнкротвердости в стали после лазерной закалки. На рис. Штриховыми вертикальными линиями отмечены границы между зоной оплавления и -зоной, претерпевшей закалку (соответствующая температуре плавления), а также граница между зонами закалки и отпуска (соответствующая температуре Ас|). Существование двух различных кривых изменения мнкротвердости в зоне термовлияния показывает, что твердость продуктов превращения аустенита, возникшего на месте перлитных колоний, соответствует твердости закаленной эвтектоидной стали и намного выше, чем твердость продуктов превращения аустенита, образовавшегося на месте ферритных зерен. Эго различие в мнкротвердости часгично сохраняется даже в зоне расплавления, прежде чем твердость выравнится и станет соответствовать величине, характерной для закаленной стали [6]. НУ. Рис. Очевидно, 'гго лазерный сверхбыстрый нагрев отожженных сталей с резко дифференцированными структурным» составляющими в исходном состоянии (феррит, перлит, цементит) вообще не позволяет получить однородную конечную структуру. Для этого требуется подготовительная термическая обработка, выравнивающая исходную структуру, например, предварительная закалка. Другое важное заключение состоит в том, что при сверхбыстром лазерном нагреве в значительной мере ограничена диффузия между фазами, поэтому возрастает вероятность протекания в таких у словиях бездиффузионных превращений. Лазерная обработка предварительно закаленных ста. Предварительная закалка сталей на мартенсит приводит к более однородному распределению углерода в структуре по сравнению с отожженным состоянием. Последующий отпуск обычно также не приводит к макроскопически заметному перераспределению углерода в структуре. Поэтому после лазерной закалки предварительно закаленных (или закаленных и отпущенных) сталей в зоне, нагретой до одной и той же температуры, не наблюдается резкого различия в микротвсрдости. Именно этот случай наблюдается при лазерном упрочнении деталей. Известно, что при бысгром нагреве, например, электронагреве закаленных сіалей наблюдается четкое проявление структурной наследственности [7]. Лазерное воздействие отличается от элсктронагрева значительно более высокими скоростями нагрева и большей локальностью. Вследствие этого в данной работе представлялось необходимым и интересным оценить особенности проявления структурной наследственности, которые связаны со сверхбыстрым лазерным нагревом. Конструкционные срсднслсгнрованные стали закаливали от 0 (обычная температура закалки) либо от °С (закатка с перегревом для получения крупного аустенитиого зерна). Затем стали отпускали при различных температурах 0- 0°С в течение 3 ч. Рассмотрим более подробно изменение структуры в зоне лазерного воздействия на примере конструкционных срсднсутлсродистых хромоникелевы. С для получения крупного аустенитиого зерна (рис. Рис. Структура и микротвердость тоны воздействия лазерного излучения в стали ХНЗА, предварительно закаленной от °С: а - структура, выявленная поверхностно-активным травмтелем; б - микротвердость.