Горячая деформация, структура и свойства азотсодержащих сталей различного назначения

• Автор: Ложников, Юрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Азот как легирующий элемент.

1.2. Нитриды, карбиды и карбонитриды.

1.3. Образование афазы

1.4. Методы введения азота в сталь.

1.5. Структура, технологические и механические свойства конструкционных нержавеющих и инструментальных сталей. Влияние азота.

1.5.1. Хромистые стали.

1.5.1.1. Ферритные стали.

1.5.1.2. Ферритомартенситныс и мартенситные стали.

1.5.2. Сложнолегированные стали

1.5.2.1. Мартенситные инструментальные стали.
1.5.2.2. Аустенитномартенситные стали.
1.5.2.3. Аустенитные стали.
1.5.2.3.1. Хромомарганцевые стали
1.5.2.3.2. Хромомарганцевоникелевые стали
1.5.2.3.3. Хромоникелевые стали
1.6. Коррозионная стойкость сталей. Влияние азота
1.6.1. Основные виды коррозии
1.6.2. Коррозионная стойкость различных классов сталей.
1.6.3. Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость нержавеющих сталей.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Выбор химического состава исследуемых сталей, выплавка,
ковка и получение заготовок
2.2. Термическая и термомеханическая обработка.
2.2.1. Термическая обработка и горячая продольная прокатка.
2.2.2. Холодная продольная прокатка
2.2.3. Горячая радиальносдвиговая прокатка
2.3. Методы исследования и аппаратура
2.3.1. Приготовление образцов и шлифов.
2.3.2. Металлрафические исследования.
2.3.3. Рентгеноструктурный анализ
2.3.4. Электронномикроскопический анализ.
2.3.5. Механические испытания
2.3.5.1. Испытания на твердость
2.3.5.2. Испытание на одноосное растяжение.
2.3.5.3. Испытания на ударную вязкость.
2.3.5.4. Испытания на горячее сжатие.
2.3.6. Испытания на коррозионную стойкость мартенситностареющих аустенитомартенситных нержавеющих сталей
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Диаграммы и структурные процессы при горячей деформации сжатием
3.1.1. ДГД, структурные процессы. Влияние азота, комплексного легирования
3.1.1.1. Влияние состава, температуры и скорости нагружения
3.1.1.2. Упрочнение и рекристаллизация.
3.1.1.3. Эффект старения.
3.2. Деформация литых сталей с дендритной структурой.
3.2.1. ДГД сжатием и изменение структуры.
3.2.2. Эволюция литой структуры и изменение свойств при термической и термомеханической обработках с холодной и горячей прокаткой
3.2.2.1. Холодная прокатка.
3.2.2.2. Закалка, горячая деформация в цикле ВТМО и отпуск.
3.3. Структура и механические свойства после термической и термомеханической обработки. Влияние состава, исходной структуры и схемы деформации
3.3.1. Мартенситные инструментальные стали типа Р6М5 и 3X3МЗФ
3.3.2. Мартенситные, ферритномартснситные и ферритноаустенитомартенситные стали типа Х и ферритные стали типа Х.
3.3.3. Мартенситные и аустенитномартенситные стали типа ХН
3.3.4. Аустенитные стали
3.3.4.1. Хромоникелевые стали.
3.3.4.2. Хромомарганцевые комплекснолегированные стали
3.3.4.3. Хромомарганцевоникелевые стали.
3.4. Конструкционная прочность и коррозионная стойкость сталей
3.4.1. Диаграммы конструкционной прочности
3.4.2. Коррозионные свойства
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ВВЕДЕНИЕ


С. Вследствие этого немного улучшаются ковкость и устойчивость против перегрева при закалке. Образование афазы влияет на механических свойствах хромистых сталей и тем сильнее, чем выше содержание хрома. Считается, что образование афазы в ных хромистых сталях сравнительно мало сказывается на изменении механических свойств в ных хромистых сталях эти изменения значительно сильнее, афаза быстрее появляется в деформируемых ферритных сталях, а не в отливках или наплавленном металле сварного шва. Наклеп значительно ускоряет выделение афазы в хромистых сталях. Хрупкость, приобретенную сталями в результате выделения афазы, можно устранить нагревом при С и последующим быстрым охлаждением в воде. Относительно короткий нагрев в течение 1 ч при 0 С вызывает полное растворение афазы у обычных хромистых сталей. Замечено, что в некоторых случаях дисперсные включения афазы иногда полезны, так как они способствуют повышению прочности сталей при высоких температурах. Хрупкая составляющая афаза обладает ограниченной растворимостью в а и у твердых растворах и выделяется в хромоникелевых сплавах при длительном нагреве или медленном охлаждении при температурах ниже С. В ряде случаев эта составляющая выделяется преимущественно по границам зерен, сообщая сплавам исключительную хрупкость, афаза существует в очень чистых хромоникелевых сплавах, содержание углерода в которых не превышало 0,2 . Нагрев сплавов с хрупкой составляющей до 0 С и выше приводит к ее исчезновению, что, очевидно, связано с переходом афазы в твердый раствор. Выделение афазы в хромоникелевых сталях увеличивает твердость и прочность при комнатных температурах и очень сильно уменьшает вязкость и пластичность. Необходимо избегать применения сталей, которые будут иметь склонность к выделению афазы, для деталей, работающих в интервале температур ее выделения. Образования афазы можно избежать соответствующим выбором состава или с помощью термической обработки, растворяя афазу при высоких температурах и фиксируя твердый раствор путм закалки. В работе с помощью рентгеновского анализа установлено, что в процессе старения происходит изменение состава афазы в сторону замещения атомов железа и никеля атомами с большими атомными радиусами хрома, молибдена, кремния, алюминия. Ого подтверждается и химическим анализом осадка выделенной афазы. В тех случаях, когда величины пластической деформации незначительны при очень длительном сроке службы, то присутствие афазы, как правило, уменьшает сопротивление ползучести. Если стали имеют склонность к образованию афазы, то термическую обработку рекомендуется вести на более крупное зерно, так как в этом состоянии стали имеют более высокое сопротивление ползучести. Однако при обработке на более крупное зерно может сильно уменьшаться пластичность, что имеет значение, когда изделие при работе подвергается воздействию большого количества тсплосмен. Порошковая металлургия легирование порошка из стали с высокоазотистыми ферросплавами. Применяется азотирование порошков и горячее прессование в газостатах под давлением азота смеси порошков сплава заданного состава. Метод перспективен, но очень дорог низкая производительность, высокие давления, энергомкость, необходимость предварительной подготовки материалов, поэтому используется в высокоразвитых странах Япония, Германия и годится лишь для частных случаев. Получение азотированного металла путм переплава плазменного, электродугового под давлением азота. Метод позволяет при относительно небольших давлениях до 0, МПа получать массовую долю до 0,6 в хромоникелевых сталях. Развитие метода сдерживается значительной негомогенностью получаемых слитков по высоте и поперечному сечению, а также энергомкостью процесса и естественной неравномерностью температурного поля плазменной струи, приводящей к неоднородному насыщению различных участков слитка. Насыщение жидкой стали азотом расположено в следующем порядке способа введения азота переплав в плазменной печи лить с противодавлением азота электрошлаковый переплав плавка в индукционной печи.