Разработка высокопрочного коррозионно-стойкого высокоазотистого немагнитного сплава для высоконагруженных деталей

• Автор: Блинов, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Структура и свойства коррозионностойких азотосодержащих аустенитных сталей литературный обзор

1.1 Влияние азота на структуру и свойства сталей.

1.2 Физикомеханические и химические свойства стали

1.3 Технологичность высокоазотистых сталей.

Глава 2. Материал и методы исследования

2.1 Материал

2.2 Выплавка и горячая деформация слитков

2.3 Структурные методы исследования

2.4 Механические испытания.

Глава 3. Влияние легировании на структуру и свойства
коррозионностойких аустенитных азотосодержащих сплавов.
3.1 Влияние легирования на предельную растворимость азота в коррозионностойких низкоуглеродистых сплавах ГеСгМпМоХ.
3.2 Влияние химического состава на структуру и механические свойства сплавов.
3.3. Закономерности формирования структуры и механических свойств сплава ХАГН8М2Ф в литом состоянии.
Глава 4. Влияние термической и пластической деформации на физикомеханические и химичссис свойства сплава XАГН8М2Ф
4.1 Влияние термической обработки на структуру и механические свойства сплава.
4.2 Влияние режимов горячей прокатки на структуру и механические свойства сплава.
4.3 Исследование усталостной прочности и вязкости разрушения сплава
4.4 Исследование коррозионной стойкости сплава.
Глава 5. Исследование технологических свойств полуфабрикатов,
изготовление и испытание деталей из сплава ХАГН8М2Ф промышленной выплавки.
5.1 Исследование свариваемости сплава.
5.2 Исследование обрабатываемости резанием при точении.
5.3 Исследование обрабатываемости давлением сплава.
5.4 Исследование и испытание меди нстру мента, судовой арматуры и крепежа.
Основные выводы
Список литературы


Прерывистый распад аустенита, пересыщенного азотом, происходит с образованием пластинчатых колоний типа «аустенит с равновесным содержанием азота = нитрид типа Сг2Ы с гексогональной плотно-упакованной кристаллической решеткой». Это приводит к неоднородности механических свойств деталей, имеющих большие площади сечения, и значительному снижению пластичности и ударной вязкости, а также к ухудшению свариваемости стали. Устранение отрицательного влияния прерывистого распада на механические свойства стали может быть достигнуто: легированием ванадием, обеспечивающим смену прерывистого распада у5 у + Сг2М на непрерывный распад у* у + УЛ (у5 - пересыщенный азотом аустенит) или горячим пластическим деформированием с окончанием при температуре, превышающей температуру реакции прерывистого распада, но недостаточной для развития собирательной рекристаллизации аустенита[]. В настоящее время известно большое количество азотосодержащих аустенитных сталей, химический состав и механические свойства которых приведены в таблицах 1. Таблица 1. Ли тер ату ра № стал и Химический состав, масс. У<6%, В0. У1. У?6%, BO. ЫЪ 1,5%,У1%. КЪ 0,5%,У0,5%,гг0. V0. У0,%, КЬ 0,%,У0. У0,%. КЬ 0. У0. У0. Таблица 1. V 1. V 1. V 0,%, Nb 0,%, Се 0. V 0,. Таблица 1. Механические свойства коррозионностойких азотосодержащих аустенитных сталей после закалки (Зак) или холодной деформации (ХД). Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. С + 0 °С - 1 Очас 6. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Таблица 1. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Зак. Дисперсионнотвердеющие стали № -, 6-0 таблицы 1. МПа), но низкой пластичностью (5=6,5-,5 %, таблица 1. Более высокий уровень прочности и низкой пластичности достигается у сталей № , 9, 7-9, 2 таблицы 1. Так, например, сталь № после прокатки с обжатием % имеет ао,2= МПа и 5= % (таблица 1. Среди сталей с твердорастворным упрочнением № 2, 3, -, 5-7, 2, 6-7, 1-2 таблицы 1. С, имеет лучшее сочетание показателей прочности (ап= МПа, ,2=0 МПа) и пластичности (5= %, |/= %, таблица 1. Снижение температуры закалки до 0-5°С у сталей № 5-8 таблица 1. Высокоазотистые аустенитные стали имеют широкую область потенциального применения [-]. Успешными применениями являются использования их в качестве материала бандажных колец генераторов, труб буровой техники, железнодорожных колес и иекмпларнтов. Для хирургического инструмента и имплантов используется немагнитная сталь, содержащая (масс. С, 0, , ,5-Сг, 2-4, Мп ,9- Кц 2-3 Мо, 0, Си , 0, Б1, 0, Б, 0,5 Р []. Однако, из-за низкой прочности ов= 0 - 0 МПа и о0,2=0 МПа, эта сталь не применяется для немагнитного медицинского режущего инструмента. К числу важнейших механических свойств, которые определяют долговечность деталей из азотосодержащих коррозионностойких аустенитных сталей относятся характеристики усталостной прочности [, ]. В работе [], показано, что для стали 6LN (ХНМ2) характеристики малоцикловой усталости улучшаются с возрастанием содержания азота до 0,%, а в интервале от 0, до 0,% долговечность остается постоянной. В работе [] отмечено, что ни содержание азота, ни холодное деформирование, ни деформационное старение не приводит к существенным изменениям характеристик малоцикловой усталости. В работе [] рассмотрены обобщенные данные по влиянию суммарного количества углерода и азота в нержавеющих аустенитных сталях на пределы усталости, полученные при симметричном цикле нагружения с частотой Гц на базе испытания 7 циклов нагружения в воздушной среде и растворе Ringer (0,8 г. NaCl; 0, г. КС1; 0, г. СаС; 0,1 г. NaHC; на 0 г. Было показано, что раствор Ringer заметно снижает уровень циклической прочности. Сравнение уровней пределов усталости сплавов титана, кобальта и нержавеющих аустенитных сталей, испытанных в растворе Ringer, в зависимости от значений предела прочности показало, что до уровня предела прочности - МПа эти материалы имеют примерно одинаковый уровень предела усталости [].