Разработка состава и термической обработки высокопрочной бескобальтовой конструкционной стали мартенситного класса с комплексным карбидно-интерметаллидным упрочнением

• Автор: Андреев, Петр Павлович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Высокопрочные стали. Сослав, структура и свойства.

1.2. Механизмы дисперсионного упрочнения сталей

1.3. Пути достижения высокого уровня свойств мартенситностареющих сталей

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Выбор составов сталей для исследований

2.2. Методы исследования

2.2.1.Физические методы исследования

2.2.2. Микроструктурные методы исследования.

2.2.3. Определение механических свойств.
2.2.4. Натурные испытания изделий.
Глава 3. Исследование процессов отжига и аустенитизации.
3.1.Изучение процессов предварительной термической обработки
3.2. Исследование процесса аустенитизации.
Глава 4. Исследование процесса отпуска
4.1. Общие положения
4.2. Экспериментальное исследование процесса отпуска в изучаемых сталях системы легирования ЫГСгМоА1
4.3. Исследование процесса отпуска в сталях с комплексным карбидноинтерметаллидным упрочнением.
4.4. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей исследуемой системы после отпуска
4.4.1 .Влияние концентрации азюминия на превращения
стр.
происходящие при отпуске стали типа НХ5М2Ю и на уровень достигаемого упрочнения.
4.4.2. Влияние концентрации хрома на структурные превращения происходящие при отпуске и на уровень достигаемого упрочнения
4.4.3. Влияние концентрации молибдена на структурные превращения при отпуске закаленных сталей системы 1МьСгА1 и на уровень их механических свойств
Глава 5. Изучение механических и коррозионных свойств сталей
системы СгМоА1 с повышенным содержанием углерода
5.1. Изучение механических свойств сталей системы СгМоА1.с 0,2.0,3 утлерода.
5.2. Изучение коррозионной стойкости сталей типа
Выводы.
Литература


Изучение процессов аустенитизации с определением интенсивности растворения в аусюните избыточных фаз, в сталях разного состава, с разным типом этих фаз, а также процессов, происходящих при охлаждении с образованием мартенсита. Определение кинетики структурных превращений при отпуске с установлением природы и характера распределения частиц выделяющихся фаз. Установление корреляционных связей между структурным состоянием сталей и уровнем механических свойств. ГЛАВА 1. Высокопрочные стали. К этой группе обычно относят стали, в которых в результате упрочняющей термической обработки достигается прочность ав ^ МПа при достаточно повышенным сопротивлением хрупкому и вязкому разрушению. Все эти стали разных групп и соответственно различающихся составов отличающихся общим структурным состоянием — все они обладают мартен-ситной структурой, те. При этом строение и свойства этого мартенсита далеко неодинаков, так как на них влияет состав стали и условия термической обработки. Мп и Сг в разных сочетаниях и соотношениях часто при весьма незначительных концентрациях Мо и (или) V. Типичные составы и свойства этих сталей приведены в табл. Упрочняющая их термическая обработка заключается в закалке с последующим низким отпуском -0°С, отвечающим изменениям субструкгуры мартенсита и выделением дисперсной частиц карбидов типа М3С. Эти стали характеризуются наибольшей прокаливаем остью сечение до . С и склонны к хрупким разрушениям. Таблица]. С & Мл № Сг Мо V проч. ХГСН2А Россия 0,3 1, 1, 1. Х2АФ 0, 0, 0,4 - 2,3 - 0, 0,Ы 0. Супер-Хай-Таф 0, 2. Епс 0, 0, 0? Таблица 2. Марка 1<УП1, ^0. Типичные составы этих сталей и уровень их свойств представлены в табл. Таблица 3. С & Сг Мо V проч. Таблица 4. В табл. Практически во всех составах сталей этой подгруппы присутствуют в повышенной концентрации - Сг, Мо и V, а также . Упрочняющая термическая обработка этих сталей включает закалку на мартенсит и последующий отпуск при 0. С. Этот отпуск отвечает выделению из мартенсита дисперсных карбидов, состав и кристаллическая структура которых зависят в первую очередь от состава стали. Выделение этих карбидов в высокодисперсной форме определяет эффект дисперсного твердения мартенсита, при его сильном обеднении углеродом и такими кар-бидо-образующими элементами, как Сг, Мо и V. Именно эти элементы определяют появление в структуре карбидов хрома типа Сг2зСб, молибдена типа Мо2С и УС. В результате мартенситного превращения и выделения этих карбидов в мартенсите, достигается высокая прочность (ав до МПа), правда при сниженных свойствах пластичности и сопротивлении разрушению, чем у статей предыдущей подгруппы , правда, последние свойства могут быть увеличены в результате применения отпуска при более повышенной температуре — 0. С, но это, естественно приведёт к некоторому снижению прочности. Повышение температуры отпуска усиливает коагуляцию выделившихся карбидов и ведёт к очищению от выделений и примесей бывших границ ау-стенита. Характерной особенностью сталей этой подгруппы является высокая прокаливаемость до 0 мм и более и теплостойкость, определяющая возможность эксплуатации деталей из этих сталей при температурах до 0°С, а в ряде случаев и при более повышенной температуре. Эти стали харакгеризуются уникальным сочетанием свойств. К1С > 0 МПам,/2) наряду с хорошими технологическими свойствами — обрабатываемостью давлением и резанием, а таюке стабильностью размеров при термической обработке. В настоящее время известны [1. Матричной фазой во всех этих сталях является практически безуглсро-дистый железо-никелевый мартенсит замещения. Этот мартенсит является пакетным. Каждый пакет состоит из большого числа очень тонких (толщина < 1 мкм ) и параллельно расположенных реек, разделенных малоугловыми границами, но которым в некоторых случаях находятся тончайшие прослойки остаточного аустенита, что способствует повышению сопротивления разрушению. В рейках мартенситных пакетов сосредоточены дислокации, плотность которых достигает см-2 . К и сто — константы, а р— плотность дислокаций. Таблица 5. Стали повышенной прочности: ств = . НК8М5Т N1; 8 Со; 5 Мо; 0,5 Ті 0. НК9М5Т №; 9 Со; 5 Мо; 0,5 Ті 8 0. НК9М5Т 9 Со; 5 Мо; 0,8 Ті 8 0. Стали высокой прочности: ств = . НКІ2МЗТ2 Ыц Со; Мо; 1,4 Ті 9 0.