Исследование влияния углерода на центральную химическую и структурную неоднородность и комплекс свойств низколегированных трубных сталей

• Автор: Носоченко, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Формирование макроструктуры непрерывнолитых слябов и методы воздействия на процессы ликвации, протекающие в них при

затвердевании

1.1.1. Формирование структурных зон непрерывнолитого сляба и химической неоднородности.
1.1.2. Факторы, оказывающие влияние на центральную химическую и структурную неоднородность.

1.1.3. Методы и способы уменьшения интенсивности центральной

химической и структурной неоднородности

1.2. Структурные факторы, оказывающие влияние на стойкость

малоуглеродистых низколегированных сталей против растрескивания в сероводородсодержащих средах

1.2.1. Механизм инициируемого водородом растрескивания

1.2.2. Адсорбция водорода.
1.2.3. Контроль образования неметаллических включений.
1.2.4. Предотвращение образования ликвации
1.3. Влияние базового состава и микролегирующих элементов на
свариваемость малоуглеродистых низколегированных сталей
Заключение по главе
Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Обоснование выбора исследуемых сталей
2.2. Методы лабораторных и промышленных исследований
2.2.1. Методы изучения центральной химической и структурной неоднородности металла опытных плавок
2.2.2. Определение механических свойств готового проката
2.2.3. Методы испытаний сталей на стойкость против разрушения в сероводородсодержащих средах
2.2.4. Методы изучения свариваемости опытных сталей.
Глава III. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА НА ЦЕНТРАЛЬНУЮ ХИМИЧЕСКУЮ И СТРУКТУРНУЮ
НЕОДНОРОДНОСТЬ В НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБАХ И ЛИСТАХ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ
3.1. Влияние содержания углерода на макроструктуру слябов и готовых листов из низколегированных трубных сталей
3.2. Зависимость центральной химической неоднородности базовых элементов в слябах и листах от общего содержания углерода в стали.
3.3. Изучение структуры и свойств зоны центральной сегрегационной химической неоднородности в зависимости от содержания
углерода.
Выводы по главе
Глава IV. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ ПРОТИВ РАСТРЕСКИВАНИЯ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ, С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА
4.1. Исследование стойкости против водородного растрескивания в.р
4.2. Изучение сопротивления сероводородному растрескиванию под
напряжением с.р.н
Выводы по главе.
Глава V. ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ СВАРИВАЕМОСТИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
УГЛЕРОДА.
5.1. Построение термокинетических диаграмм превращения аустенита при охлаждении после сварочного нагрева, сопоставление микроструктур
ОШЗ, изучение сопротивления разрушению ОШЗ низколегированных
трубных сталей с различным содержанием углерода
Выводы по главе
Глава VI. РАЗРАБОТКА СТАЛИ КАТЕГОРИИ ПРОЧНОСТИ К Х С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА, МИКРОЛЕГИРОВАННОЙ НИОБИЕМ, ИЗГОТАВЛИВАЕМОЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОКАТКИ, КАК АЛЬТЕРНАТИВЫ ТРАДИ1 ДЮННОЙ СТАЛИ СУ.
6.1. Разработка химического состава.
6.2. Разработка технологии производства, в частности термомеханической прокатки, на толстолистовом стане .
6.3. Исследование комплекса свойств, микроструктуры и центральной химической неоднородности трубной стали Г1Б
6.4. Исследование свойств металла газопроводных труб диаметром 0 мм,
изготовленных на ОАО ВМЗ.
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Они влияют на зарождение центров кристаллизации, форму и распределение кристаллов в отливке, ликвацию примесей и развитие дендритной неоднородности, конвективное движение в объеме затвердевающего расплава и возникновение в нем зональной структурной и химической неоднородности. Разработке этих вопросов посвящены работы отечественных и зарубежных ученых, в первую очередь работы В. А. Ефимова, Г. П. Иванцова, В. Т. Борисова, Рутеса, Д. П. Евтеева, Ю. А. Самойловича, Д. А. Дюдкина, Д. М. Грея, М. Флемингса, Б. Чалмерса, В. Тиллера, А. Оно и многих других. При затвердевании жидкого металла образуются различные типы литых структур в зависимости от химического состава металла, температуры и технологии разливки 2,3. В стальных слитках можно выделить 3 основные зоны наружная корковая зона мелких разориентированных замороженных кристаллов столбчатая зона зона ориентированных кристаллов, транскристаллитная зона зона разориентированных равноосных кристаллов. Во многих работах, посвященных строению непрерывнолитого слитка, авторы наряду с зоной разориентированных кристаллов выделяют зону глобулярных кристаллов мелких кристаллов, в которых не просматривается четкое дендритное строение. Наружная зона мелких разориентированных кристаллов со случайной ориентацией образуется в первоначальные моменты кристаллизации. Резкоохлажденный слой становится неотчетливым при увеличении температуры заливаемого металла. Вайнгард и Чалмерс 4 предложили теорию, которая утверждает, что равноосные кристаллы начинают зарождаться в расплаве перед поверхностью раздела жидкой и твердой фаз. Авторы объясняют это тем, что по их мнению центральная жидкая область может быть концентрационно переохлаждена вследствие ликвации растворенного вещества у растущей поверхности раздела фаз так, что в переохлажденной зоне могут зарождаться частицы, вызывающие образование равноосных кристаллов. Согласно теории Чалмерса центральная равноосная зона формируется с помощью резкоохлажденных кристаллов, зарождающихся в переохлажденной зоне, существующей в расплаве на стенке формы во время заливки металла. Некоторые из свободных кристаллов выживают в условиях перегрева и переносятся в центр отливки, где они в конце концов дорастают до окончательного размера. В соответствии с идеей Папапетру 5, равноосные кристаллы создаются из частично переплавленных дендритов при пульсации температуры расплава во время роста столбчатой зоны. В теории, описанной в работе 6, отмечается, что при высоких перегревах имеются благоприятные условия для образования изолированных кристаллов за счет подплавления и обламывания ветвей дендритов. А. Оно предлагает теорию 2, согласно которой кристаллы зарождаются на стенке формы или охлажденной поверхности расплава и растут с образованием шеек. Затем эти шейкообразные кристаллы отделяются от места зарождения до того, как успеет сформироваться твердая оболочка, окончательно осаждаются и накапливаются с образованием равноосной структурной зоны. По вопросу о том, какой же из указанных механизмов имеет преимущественное развитие, пока нет единого мнения. Поэтому авторы работы 7 подчеркивают, что, учитывая большое разнообразие условий, в которых происходит затвердевание, возможны различные способы зарождения равноосной зоны, в каждом конкретном случае при соответствующих условиях доминирует тот или иной механизм. В работах многих авторов, в первую очередь, В. А. Ефимова 1, В. Т. Борисова 8 рассматриваются вопросы управления процессами кристаллизации. Все приведенные выше высказывания, теории и закономерности приведены для разливки стали и сплавов в формы и изложницы. В целом, структурные зоны, качественные закономерности перехода от одного вида структуры к другой могут быть отнесены и к случаю непрерывной разливки. Особенностью макроструктуры непрерывнолитого сляба является развитая зона транскристаплизации. Это положение отмечается всеми без исключения исследователями. Изучение влияния теплофизических параметров на соотношение структурных зон необходимо ввиду прямой связи между структурой литого металла и дефектами внутреннего строения, а значит качеством металлопродукции. Главной особенностью макроструктуры криволинейного слитка является его асимметричность 9,1.