Разработка метода оценки качества малоуглеродистых сталей с целью их экономии в производстве крепежных изделий

• Автор: Кутяйкин, Василий Георгиевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Горький
• Количество страниц: 156 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I

Состояние вопроса, цель и задачи исследования .

1.1. Материалы для крепежных изделий

1.1.1. Стали и ХСН

1.1.2. Сталь ХПН2В2МФ. II

1.2. Методы исследования структур, изломов, физических свойств деформированных металлов и сплавов .

1.3. Дефектность металлов, развивающаяся при

холодной пластической деформации

1.3.1. Вакансии и дислокации .

1.3.2.Субмикро и микроскопические трещины
1.3.3. Напряжения первого рода и увеличение
удельной поверхности границ зерен .
1.4. Влияние дефектности, развивающейся при холодной пластической деформации волочением, на механические свойства металлов и сплавов
1.4.1. Влияние дефектов на прочность сталей
1.4.2. Влияние дефектности на пластичность
металлов.
1.4.3. Влияние холодной деформации, отжигов и пористости на упругие характеристики металлов . .
1.5. Влияние нагрева на структуру и плотность холоднодеформированных ОЦК металлов и сплавов
1.6. Виды поверхностных дефектов и их роль в поведении стальной проволоки и прутков .
1.7. Выводы по главе I.
1.8. Цель и задачи исследования
Методика проведения экспериментов, исследуемые
материалы и оборудование
2.1. Выбор материалов и структурных состояний
2.2. Виды испытаний, образцы, средства измерения
и оборудование .
2.2.Г. Механические испытания.
2.2.2. Измерение плотности сталей .
2.2.3. Определение упругих характеристик материалов . .
2.2.4. Микроструктурные, фрактографические и рентгеноструктурные исследования
2.2.5. Определение остаточных напряжений первого рода .
2.2.6. Дилатометрические исследования и термическая обработка.
2.3. Погрешность экспериментов и математическая обработка результатов.
2.4. Результаты метрологической поверки испытательных
машин и приборов.
2.5. Выводы по главе 2.
Исследование влияния параметров технологического процесса на структуру и свойства сталей , ХСН, ХПН2В2МФ.
3.1. Влияние холодной пластической деформации на механические характеристики сталей , ХСН, ХПН2В2МФ .
3.2. Влияние напряженного состояния на предельную деформацию, прочность и работу предельной деформации сталей , ХСН, ХПН2В2МФ в различных структурных состояниях
3.3. Изменение плотности сталей , ХСН, ХН2В2МФ
при холодной пластической деформации
3.4. Влияние пластической и термической обработки на микроструктуру сталей , 6ХСН, ЗХН2В2МФ .
3.5. Влияние пластической и термической обработки на дислокационную структуру сталей , 6ХСН, ЗХН2В2МФ
3.6. Исследование напряжений первого рода, возникающих при волочении сталей , 6ХСН, ЗХН2В2МФ, и изменений удельного объема от них
3.7. Влияние дефекта плотности и текстуры на упругие характеристики сталей , 6ХСН, ЗХН2В2МФ
3.8. Составляющие дефекта плотности волоченых сталей
, 6ХСН, ЗХН2В2МФ.
3.9. Исследование субмикро и микроскопических трещин, развивающихся при деформировании с разными значениями напряженного состояния.
3Влияние отжигов на плотность деформированных сталей
, 6ХСН, ЗХН2В2МФ
3Исследование твердости по Бринелю и микротвердости
после отжигов деформированных сталей , 6ХСН .
3Дилатационные исследования при нагреве сталей , 6ХСН, ЗХН2В2МФ в разных структурных состояниях
3Определение напряженного состояния в вершине поверхностного дефекта
3Выводы по главе 3.
Анализ изменений предельной деформации и плотности малоуглеродистых сталей после волочения и отжигов
4.1. Прогнозирование предельной деформации сталей , 6ХСН, ЗХН2В2МФ на основе учета пластического разрыхления. .
4.2. Восстановление плотности и пластичности холоднодеформированных сталей и 6ХСН в результате отжигов
4.3. Выводы по глазе 4.
Промышленное внедрение результатов исследований
5.1. Метод определения ресурса пластичности прутковых материалов с поверхностными дефектами при холодной высадке крепежных изделий
5.2. Примеры пользования методом.
5.3. Результаты технологических испытаний.
5.3.1. Болт Мб из стали ХСН
5.3.2. Гайка шестигранная из стали .
5.4. Эксплуатационные испытания изделий, произведенных
из дефектного материала
5.4.1. Многоцикловая усталость
5.4.2. Малоцикловая усталость
5.4.3. Разрыв и разрыв с перекосом под головкой 8. . .
5.5. Анализ результатов технологических и эксплуатационных испытаний
Общие выводы.
Список использованной литературы


Однако, такое сочетание легирующих элементов не снижает уровня пластических свойств стали в отоженном состоянии. Кроме того, легирование этой стали хромом и кремнием при наличии марганца после окончательной термической обработки крепежных изделий закалка 0С и отпуск 0С позволяет получить достаточно высокую твердость НРС. Высоколегированная жаропрочная сталь ХПН2В2МФ ЭИ 1 относится к мартенситному классу. Она рекомендована для производства крепежных изделий, долговременные рабочие температуры которых не превышают 0С 8. Ее получают методом вакуумнодугового переплава. При подготовке материала к операциям холодного деформирования сталь подвергается отжигу 2, который обеспечивает высокую пластичность при удовлетворительных прочностных характеристиках и дает возможность использования ее в технологических процессах редуцирования, волочения и холодной высадки. В качестве окончательной термической обработки для сталей такого класса применяется закалка с высоким отпуском улучшение 2. Высокую жаропрочность стали ХПН2В2МФ обеспечивает 6ное содержание хрома с дополнительным сочетанием карбидообразующих элементов, а также отсутствие структурносвободного феррита 9. Одновременное легирование вольфрамом и молибденом способствует повышению жаропрочности. Основная составляющая карбидной фазы в модифицированных хромистых сталях после улучшения относится к типу е6 и может быть описана формулой , , , С6 , II, , . Кроме того, в стали ХПН2В2МФ присутствует небольшое количество карбида ванадия 1С , , . Что касается появления в стали интерметаллического упрочняющегося соединения типа фаз Лавеса, то литературные сведения по этому вопросу весьма разноречивы. По мнению авторов 9, небольшое содержание молибдена и вольфрама делает маловероятным появление соединения типа либо , , что подтверждают данные анализа деталей из стали ХПН2В2МФ, отработавших 0 часов при 0С. Результаты исследований стали ХПН2В2МФ другими авторами свидетельствуют о том, что фазы Лавеса выделяются из твердого раствора после выдержки 0 часов при 0С и 0 часов при 0С . Достаточно полный обзор современных методов исследования структуры деформированных кристаллических тел дан Я. Д.Вишняковым в монографии , где определены возможности использования оптической, электронной микроскопии, рентгеновских и нейтронографических и других методов, а также показана связь структуры с механическими характеристиками металлических материалов. Оптическая и электронная микроскопия традиционно широко используется, так как позволяют непосредственно наблюдать изменение структуры и субструктуры после деформирования и термической обработки сплавов. Васильев Д. М. и Смирнов Б. Рентгеновский метод особенно ценен для изучения дислока
ций при ИХ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ рА 5 мм , когда прямые методы практически неприменимы . Прямыми методами наблюдают в деформированных материалах образование дислокационных скоплений например ячеистая структура. М.А. Кривоглаз рассмотрел эффекты, возникающие на рентгенограмме, при образовании дислокационными скоплениями ячеистой структуры, границ блоков и субзерен. Анализ показал, что при образовании ячеистой структуры ширина линий определяется лишь плотностью дислокаций. Для изучения кинетики развития микронесплошностей в последнее время используется метод малоугловой рентгеновской дифракции, применение которого в работе позволило выявить закономерности количественного накопления трещин, а также изменение их размеров при холодной пластической деформации некоторых металлов. Для исследования дефектов кристаллического строения металлов и сплавов широко применяется прецизионное измерение плотности и др. В работах , этим методом исследовались условия образования микротрещин при волочении железа и сталей и У8, изучалось влияние различных факторов на величину объемного эффекта. Установлено, что величина прироста объема зависит от характера исходной структуры стали, от наличия частиц второй фазы и в меньшей степени от величины зерна. Образование дефектов при деформации металлов с объемноцентрированной решеткой идет значительно интенсивней в сравнении с гранецентрированной.