Разработка экономнолегированных коррозионно-стойких хромоникельазотистых сталей для высоконагруженных деталей

• Автор: Афанасьев, Игорь Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Введение
Глава 1. Структура и свойства коррозионностойких хромоникелевых мартенситных и мартенситноаустенитных сталей высокой и повышенной прочности литературный обзор
1.1 Влияние легирующих элементов, термической обработки и пластической деформации на структуру и свойств углеродосодержащих сталей.
1.2 Влияние легирования, термической обработки и пластической деформации на структуру и свойств азотосодержащих сталей

1.3 Влияние методов выплавки на формирование структуры и свойств сплавов.

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1.1 Выплавка

2.1.2 Ковка и прокатка

2.1.3 Выплавка стали методом ВГНК.

2.2. Методы исследования

Глава 3. Исследование влияния термической обработки и пластической деформации на структуру и механические свойства хромоникельазотистых сталей
3.1 Влияние химического состава на механические свойства сталей
3.2 Влияние термической обработки на структуру и механические свойства деформированного металла.
3.2.1 Влияние температуры закалки на структуру и свойства стали.
3.2.2 Влияние температуры отпуска на структуру и свойства закаленных сталей.
3.2.3 Влияние пластической деформации на структуру и свойства стали.
Глава 4. Закономерности формирования структуры и свойств стали
ХАН4МДБ, выплавленной методом ВГНК.
4.1 Структура и свойства стали ХАН4МДБ в литом состоянии
4.2 Влияние термической обработки на структуру и механические свойства литой стали ХАН4МДБ, выплавленной методом ВГНК
4.3 Влияние пластической деформации на структуру и механические свойства стали ХАН4МДБ, выплавленной методом ВГНК. из
Глава 5. Физикомеханические, технологические и специальные свойства металла опытнопромышленной выплавки новых сталей XАН5 и ХАН4МДБ и внедрение этих сталей для изготовления крепежных деталей.
5.1 Влияние термической обработки на механические свойства сталей
5.2 Влияние пластической деформации на структуру и свойства сталей
5.3 Циклическая прочность сталей
5.4 Ударная вязкость сталей.
5.5 Коррозионная стойкость сталей.
5.6 Изготовление крепежных деталей из сталей XАН5 и ХАН4МДБ промышленной выплавки.
Основные выводы
Список литературы


В результате такой термической обработки образуется мартенсита, в то время как простое охлаждение до6С и последующий нагрев до комнатной температуры приводит к образованию мартенсита. Надежного объяснения механизма стабилизации аустенита в литературе не имеется. Многие авторы считают, что выдержка при 0С снижает температуру Мн и связывают это с влиянием атомов внедрения. Некоторые авторы отмечают значительное влияние на стабилизацию аустенита атомов замещения, которые сегрегируют в потенциальные места образования зародышей мартенсита. Структура мартенсита углеродистых сталей может иметь вид удлиненных листьевидных игл с плотностью дислокаций м 4, . Разориентировка между отдельными иглами соответствует малоугловой границе или ориентировка между соседними иглами приближается к ориентировке двойников. Превращение аустенитмартенсит при отрицательных температурах сопровождается образованием пластинчатого мартенсита с характерными равномерно расположенными двойниками. Для мартенситных высокопрочных углеродистых сталей необходимой технологической операцией является проведение отпуска после закалки. Чем выше температура отпуска, тем стабильнее отпущенный мартенсит 5. С повышением температуры отпуска происходит увеличение количества аустенита рис. Большая часть этого аустенита при последующем охлаждении превращается в свежезакаленный мартенсит, что приводит к уменьшению структурной стабильности стали. В зависимости от химического состава мартенситных хромоникелевых сталей ау превращение происходит при С 4. Многократный цикл превращения ауау может в три раза повысить предел текучести аустенита. Плотность дислокаций в аустените, образовавшемся при результате ау превращения, в раз выше, чем плотность дислокаций в остаточном аустените. Для повышения стойкости против хрупкого разрушения рекомендуется снизить содержание углерода, серы, марганца и кремния. Феррит, особенно при размере его зерен мкм, способствует повышению хрупкости стали. Пониженная пластичность углеродистой хромоникелевой стали, например, стали XН6 после отпуска обусловлена образованием в ее структуре карбидной сетки. Термоциклирование по схеме С с последующей закалкой способствует снижению балла карбидной сетки деталей из стали XН6 6. Выдержка при С приводит к выделению карбидов М2зСб по границам зерен аустенита и 5феррита, что снижает содержание углерода в аустените, и при охлаждении на воздухе он превращается в мартенсит. Например, нагрев при 0С в течение 2 часов приводит к почти полному связыванию углерода в МСб и повышает температуру М С. Количество образующихся при указанной температуре карбидов зависит не только от температуры, но и от предварительной холодной пластической деформации. Рисунок 1. С в течение 0,5 часа весь углерод оказался связанным в виде карбидов, в недеформированной стали в этих условиях оказалось связанным лишь 0, углерода 4. В мартенситностареющих коррозионностойких низкоуглеродистых сталях упрочнение происходит за счет выделений частиц размером 0 А 4. В структуре стали XН7Ю после термической обработки при 6 С1час установлено наличие фазы Мо. РеодСо. Моо. ОА. Анализируя влияние легирующих элементов на структуру, фазовый состав и, соответственно, свойства сталей типа ХН6 можно отметить следующее. Для обеспечения высокопрочного состояния в этих сталях содержание никеля не должно превышать 5,5 3, т. МПа рис. Для повышения величины предела текучести до требуемого уровня в сталях с повышенным до содержанием никеля требуется обработка холодом при С 2 ч, что усложняет и удорожает технологию термической обработки таких сталей. Предел прочности не столь чувствителен к изменению содержания никеля при повышении его содержания от 5,5 до 8 он плавно снижается с до 0 МПа. Среди известных углеродистых коррозионностойких мартснситноаустенитных хромоникелевых сталей повышенной прочности наиболее изучены и нашли практическое применение стали 1ХН5Б ЭП и XН6 СН2А. Высокие значения вязкости и пластичности стали СЫ2А позволяют применять ее для крепежных деталей, работающих при температурах до 3 С, а также сварных баллонов, работающих под внутренним давлением Р ат.