Исследование и разработка высокопрочных коррозионностойких сталей с регулируемым мартенситным превращением для паяно-сварных узлов криогенной техники

• Автор: Новиков, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА1. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ СТАЛИ

КРИОГЕННОЙ ТЕХНИКИ обзор литературы.

1.1. Введение.

1.2. Состав, структура и свойства высокопрочных коррозионностойких сталей криогенного назначения
1.3. Особенности распада старения многокомпонентного безуглеродистого мартенсита хромоникелевых сталей.
1.4. Закономерности тепловой стабилизации аустснита прямого и обратного мартенситных превращений.

1.5. Высокопрочные коррозионностойкие стали, упрочняемые метастабильным аустенитом

1.6. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования.

ГЛАВА2. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ЛИТЕЙНЫХ СТАЛЕЙ С МЕТАСТАБИЛЬНОЙ АУСТЕНИТНОМАРТЕНСИТНОЙ СТРУКТУРОЙ.
2.1. Современные тенденции в области разработки и исследования сплавов с заданными свойствами.
2.2. Методика разработки новых литейных сплавов, использованная
в работе.
2.3. Материалы и объекты исследования
2.4. Экспериментальные методы исследования.
ГЛАВ АЗ. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ СИСТЕМЫ БеСгСоМо С ПОЗИЦИИ ИХ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНОЙ АУСТЕНИТНОМАРТЕНСИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
3.1. Обоснование выбора легирующего комплекса
3.2. Сравнительное исследование модельных сталей со стандартной мартенситной и метастабильной аустенитномартенситной структурами
3.3. Дисперсионное упрочнения модельных сталей с метастабильной ауструктурой.
3.4. Выводы
ГЛАВА4. ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ЛИТЕЙНЫХ СТАЛЕЙ С МЕТАСТАБИЛЬНОЙ АУСТЕНИТНОМАРТЕНСИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
4.1. Оптимизация химического состава литейных сталей системы БеСг СоМо методом наложенных проекций
4.2. Оптимизация химического состава сталей методами математического планирования эксперимента.
4.3. Влияние микролегирования азотом, титаном и ванадием на свойства метастабильных сталей
4.4. Влияние температуры закалки и изотермических выдержек в межкритическом интервале обратного превращения
на тепловую стабилизацию остаточного аустенита.
4.5. Выводы.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛИТЕЙНЫХ СТАЛЕЙ С МЕТАСТАБИЛЬНОЙ АУСТЕНИТНОМАРТЕНСИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
5.1. Исследование физикомеханических, технологических и коррозионных свойств
5.2. Исследование механических свойств сварных соединений
5.3. Исследование механических свойств после термообработки
по режимам диффузионной пайки
5.4. Исследование свойств в составе крупногабаритных отливок, сварных и паяносварных узлов ЖРД.
5.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Последнее обстоятельство является очень существенным для сварных конструкций криогенной техники замыкающие кольцевые швы, сварные и паяносварные узлы из разнородных материалов, магистральные сварные трубопроводы для перекачки сжиженных газов и др. Принципиально новым перспективным материалом криогенной техники являются безуглеродистые коррозионностойкие стали мартенситного класса с повышенным количеством остаточного метастабильного аустенита с регулируемым мартенситным превращением . Уникально высокое сочетание высоких прочностных свойств особенно сопротивления малым пластическим деформациям, вязкости разрушения и структурной стабильности в этих сталях основано на создании особой мелкодисперсной модулированной структуры по типу микродуплекс с тонкими прослойками фазонаклепанного аустенита между рейками пакетного мартенсита . Механизм этого упрочнения заключается в торможении дислокаций мягкими дисперсными частицами с поглощением этими частицами энергии дислокаций и релаксацией локальных пиковых напряжений, ответственных за образование хрупких трещин в высокопрочных сталях . Впрочем, определение мягкие частицы применительно к высокопрочному фазонаклепанному аустениту иногда его называют умартенситом, является весьма условным. Особым преимуществом сталей нового типа является восстановление в околошовных зонах сварных соединений исходной структуры дислокационного мартенсита, что позволяет использовать их без термической обработки после сварки. Механизм этого упрочнения объясняется, как правило, формированием особой тонкодисперсной структуры с различно ориентированными прослойками фазонаклепанной уфазы внутри и между пластинками мартенсита ,. В некоторых случаях в метастабильных аустенитных сталях наблюдается аномально высокое сопротивление малым пластическим деформациям, вызванное появлением при определенных условиях дисперсных частиц метастабильной промежуточной вфазы вмартенсита с ГПУрешеткой . Образование этой фазы происходит в сильно переохлажденном и деформированном аустените, например, при его пластической деформации в жидком азоте , а также при деформации трением 9 или гидроэкструзией 0. Повидимому, в условиях, затрудняющих прямое мартенситное превращение, кинетически более выгодным является метастабильное ув превращение через промежуточную вфазу , а не нормальное уа превращение. В высокопрочных углеродистых сталях мартенситного класса, возможность повышения прочности которых ограничена низкими параметрами вязкости разрушения, максимально высокое упрочнение наблюдается при образовании тонких пленок прослоек остаточного метастабильного аустенита на границах каждой мартенситной пластины или иглы . В безуглеродистых мартенситных и мартенситностареющих сталях сталях упрочнение метастабильным аустенитом наблюдается после специальной термической обработки, например, термоциклирования в межкритическом интервале температур ,,,. Образующийся при такой обработке дисперсные аустенитномартенситные структуры принято называть метастабильными в отличие от равновесных псевдоравновесных структур в сталях переходного класса с контролируемым мартенситным превращением. Закономерности упрочнения метастабильными аустенитномартенситными структурами имеют сложный противоречивый характер и недостаточно изучены, особенно с позиции повышения прочности промышленных сталей криогенной техники. Тонкопластинчатая различно ориентированная структура метастабильного аустенита повышает прочность стали. Напротив, образование глобулярного равноосного аустенита существенно разупрочняет сталь. В последних разработках высокопрочных коррозионностойких сталей криогенной техники нашли применение режимы и способы тепловой стабилизации метастабильного аустенита, позволяющие создавать высокопрочные метастабильные ауструктуры, дополнительно упрочняемые путем дисперсионного легирования ,,,9. ГОСТ . В криогенной технике применяются все вышеперечисленные классы сталей, из них высокопрочными являются стали мартенситного и переходного аустенитномартенситного классов. Напротив, стали переходного класса со смешанным ОЦКГЦКстроением упрочняются путем твердорастворного низкоуглеродистые стали или дисперсионного твердения высокопрочные мартенситностареющие стали .