Исследование структуры и свойств высокопрочных феррито-бейнитных сталей, предназначенных для магистральных трубопроводов высокого давления

• Автор: Мальцева, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 194 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Механизм горячей пластической деформации металлов.

1.2 Влияние горячей пластической деформации на кинетику

распада переохлажденного аустенита

1.3 Основные схемы контролируемой прокатки.

2 Материал и методика исследования

2.1 Материал исследования

2.2 Проведение обработок исследованных сталей

2.3 Методы исследования

2.3.1. Исследование структуры.
2.3.2. Дилатометрические исследования.
2.3.3.Механические испытания
2.3.4.Оценка водородного охрупчивания.
3 Систематизация микроструктур низкоуглеродистых трубных сталей.
4 Влияние горячей пластической деформации и условий охлаждения на структуру и свойства трубных сталей
4.1 Зависимость структуры стали Г2МФБ от скорости охлаждения в температурном интервале распада
переохлажденного аустенита
4.2 Влияние ферритобейнитной структуры на свойства стали
4.3 Структура и свойства стали Г2МФБ, подвергнутой горячей пластической деформации.
4.4 Влияние температуры пластической деформации на структуру и свойства стали Г2Б.
4.5 Влияние легирования на структуру и свойства низкоуглеродистых сталей.
Выводы к главе 4.
5 Структура и свойства трубных сталей, подвергнутых
пневматическим испытаниям.
5.1 Результаты пневматических испытаний
5.2 Исследование структуры сталей, подвергнутых пневматическим испытаниям.
5.3 Исследование свойств сталей, подвергнутых пневматическим испытаниям.
Выводы к главе 5.
Общие выводы
Список использованных источников


Так максимум выделения карбонитридов ванадия при горячей деформации соответствует 5 °С, а карбонитридов ниобия -0 °С. В тоже время в работах [5, 9] наблюдали наиболее интенсивное образование карбонитридов ниобия при 0-5 °С, а карбонитридов ванадия -при температурах ниже 0 °С [9]. Динамическое выделение карбонитридов ниобия при горячей деформации задерживает зарождение и развитие динамической рекристаллизации и, соответственно, смещает деформацию, при которой достигается максимум напряжения, в область больших степеней деформации [7, 8]. Чем больше карбонитридов ниобия выделилось статически во время выдержки перед деформацией, тем меньше ниобия остается в твердом растворе и меньше возможности для развития процесса выделения фаз в динамических условиях. В связи с этим максимальное напряжение течения смещается в сторону малых степеней деформации. Эти мелкие выделения растут в процессе деформации. Авторы предполагают, что размеры частиц и расстояние между ними в результате роста в процессе повторной деформации слишком велики, для того чтобы задерживать формирование новых рекристаллизованных зерен, но достаточны для замедления их роста. На стали с 0,%С и 0,5% N6 показано, что в процессе деформации карбонит-риды начинают выделяться при времени на порядок меньшем и заканчиваются выделения на два порядка по времени раньше, чем в процессе выдержки предварительно горячедеформированного аустенита [8]. Во-первых, высокая скорость выделения карбонитридов в ходе деформации обусловлена повышенной плотностью дислокаций, а, следовательно, и мест преимущественного зарождения фаз. Во-вторых, повышенной плотностью вакансий, которые увеличивают скорость диффузии ниобия, необходимую для образования зародышей карбонитридов, размером больше критического. Наличие в пересыщенном твердом растворе 0,5% V задерживает развитие динамической рекристаллизации в значительно меньшей степени, чем наличие в горя-чедеформированном аустените 0,5% N6. Как было описано выше, микролегирование ванадием и ниобием обеспечивает дисперсионное твердение малоуглеродистых сталей. Ниобий, эффективно сдерживая как развитие динамической и статической рекристаллизации, так и рост рекристаллизованных зерен, но вызывает менее эффективно дисперсионное твердение, чем ванадий [5, -]. Это обусловливает целесообразность совместного легирования стали ниобием и ванадием [,]. На процессы выделения карбонитридов при горячей деформации определенное влияние оказывает содержание марганца, который присутствует во многих трубных сталях. Так в работах [, ] рассматривали горячедефор-мированные стали с различным содержанием марганца от 0, до 1, % и дополнительно легированные ванадием и ниобием. Мп. Повышение содержания марганца до 1,% увеличивает время начала выделения с 0,6 до с. Процесс выделения карбонитридов задерживается в большей степени при добавлении в ниобиевую сталь 0,3 % Мо, а еще в большей степени при легировании 0,5 % V []. Наибольший эффект "торможения" процесса выделения в рассматриваемых сталях наблюдается при одновременном легировании ниобиевой стали ванадием и молибденом. Появление первых работ, посвященных изучению особенностей распада горячедеформированного переохлажденного аустенита, в определенной мере связано с разработкой теории высокотемпературной термомеханической обработки. Объектами этих исследований были в основном среднеуглеродистые конструкционные стали. Их достаточно высокая легированность позволила изучать распад переохлажденного аустенита в изотермических условиях. Исследования показали, что умеренная горячая пластическая деформация, при осуществлении которой исключены процессы рекристаллизации, по-разному влияет на диффузионное и бейнитное превращения [-]. Горячая пластическая деформация интенсифицирует диффузионное превращение, что проявляется в уменьшении инкубационного периода и увеличении объемной скорости распада. Например, в случае стали Х2НЗМ прокатка с обжатием % при 0 °С уменьшает инкубационный период при 5 °С с 0 до 0 сек []. Под действием горячей деформации часто наблюдается смещение минимума устойчивости переохлажденного аустенита в область более высоких температур.