Исследование и совершенствование процессов горячей обработки давлением сплошных и полых заготовок из высокопрочного чугуна

• Автор: Лисовский, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание Стр.

Введение

Глава 1. Обзор исследований по деформированию

1.1. Способы горячего пластического деформирования чугунов

1.2. Деформируемость чугуна и пути ее повышения

1.3. Влияние деформации на структуру и свойства ВЧШГ

1.4. Области применения деформированного чугуна

1.5. Выводы по главе 1

1.6. Цель работы и задачи исследования

Глава 2 Материалы, оборудование и методики проведения

эксперимента

2.1. Выбор химического состава, структуры ВЧШГ, способного воспринимать деформацию и температурных режимов прокатки
2.2. Материалы, используемые для исследований
2.3. Методы исследований и оборудование
2.4. Выводы по главе 2
Глава 3. Структура и свойства ВЧШГ, подвергнутого
деформированию
3.1. Влияние вида обработки давлением на структуру высокопрочного чугуна
3.1.1 Прессование
3.1.2. Продольная прокатка
3.1.3 Радиальносдвиговая прокатка сплошных
осесимметричных профилей.
3.1.4. Винтовая прокатка полых осесимметричных изделий
3.2. Влияние термической обработки на структуру и свойства чугунов.
Содержание Стр.
3.3 Физические и механические свойства ВЧШГ после обработки давлением
3.5. Выводы по главе 3
Глава 4. Прогнозирование механических свойств ВЧШГ, подвергнутого деформированию
4.1. Разработка методики прогнозирования изменения
механических свойств ВЧШГ, подвергнутого деформированию.
4.2 Особенности выбора способа получения заготовок из ВЧШГ
4.3.Прессование труб из ВЧШГ
4.4 Винтовая прокатка гильз и сплошного профиля из ВЧШГ
4.5.Выводы по главе 4
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


В результате отмеченных пробелов в исследованиях до сих пор отсутствует общая концепция деформации ВЧ, а также научно обоснованные параметры технологии получения чугунных деталей методами горячей пластической деформации. При нагреве выше критической точки Ас] металлическая основа переходит в аустенитиое состояние, приобретая повышенную пластичность. Включения в виде цементитного каркаса пли графита разветвленной формы отрицательно влияют на пластичность. Так, у белого чугуна цементит, образуя каркас, снижает пластичность почти до нуля, а пластинчатые включения графита у серого чугуна играют роль острых надрезов, в вершинах которых зарождаются трещины. Высокопрочный чугун содержит в структуре шаровидные включения графита, форма которых наиболее благоприятна для деформирования, так как концентрации напряжений у включений ниже, а сплошность металлической основы выше. После завершения превращения перлита в аустенит отмечают интенсивный рост пластичности, достигающий максимума при -°С, что связано с переходом значительной части графита в твердый раствор. Последующее за этим резкое падение пластичности обусловлено появлением жидкой фазы [, ]. Например, отжиг при °С в течение ч повышает пластичность белого чугуна в 1,5 раза за счет дробления эвтектического и сферонднзации вторичного цементита. Предварительная горячая деформация повышает пластичность до 3 раз []. Улучшает деформируемость кратковременный нагрев до °С в течение 2 ч. Предложен ряд комбинированных режимов термической обработки, которые обеспечивают повышение пластичности в 1,5-2 раза [, ]. Например: нагрев до 1 0°С. С ( мин), нагрев до Ю°С ( мин), нагрев до °С и последующая деформация. Рекомендуют изотермическую закалку от 0-0°С в соляной ванне при 5-5°С. После этого в структуре сохраняется пластичный переохлажденный аустснит, что позволяет до наступления мартенситного превращения закручивать образцы на несколько оборотов [2]. Уменьшение содержания серы до 0,% и фосфора до 0,1% улучшает деформируемость чугуна. У белого чугуна пластичность повышается при содержании до 0,4% и соотношении количества Мп и Б более 1,5. Значительное повышение пластичности белых чугунов обеспечивают карбидообразующие элементы Сг, У, Мо, V, МЬ [], приводящие к замене ледебурита эвтектиками на базе специальных карбидов Ме7С3, МебС, Ме2С, МеС [, ]. Выдержка чугуна при температурах 0-°С приводит к распаду эвтектического цементита с образованием мелких равноосных включений специальных карбидов. Этот процесс ускоряется предварительной термоциклической обработкой, приводящей к увеличению плотности дислокаций в карбидах до 6/мм2, созданию полигональной структуры, сети границ и субграниц в аустените. Обобщая результаты исследований пластичности чугунов в горячем состоянии можно отметить следующее. Установлено, что чугун характеризуется пониженной пластичностью и узким температурным интервалом деформации. При этом отсутствует целостное представление о соотношении величин пластичности у различных классов чугунов. Это объясняется тем, что полученные данные носят отрывочный характер и касаются отдельных произвольно выбранных составов. Для оценки показателей пластичности в большинстве случаев использовали не комплексные испытания (растяжение, сжатие, кручение), а лишь испытания на растяжение. Для повышения пластичности и расширения температурного интервала деформации рекомендуют специальное легирование и предварительную термическую обработку. Однако предлагаемые схемы легирования отличаются сложным компонентным составом, присутствием дорогих легирующих элементов как вольфрам, ванадий, молибден, а режимы термической обработки неприемлемы для производства из-за их большой длительности и сложности циклов. На основании проведенного анализа технической литературы можно отметить отсутствие систематических сравнительных исследований пластичности различных классов чугунов. Причем для достоверности результатов необходимо провести комплексные испытания типовых представителей различных классов чугунов. До сих пор не выполнен сравнительный анализ различных способов литья по их пригодности к получению заготовок для деформирования. Требуется разработка методов подготовки структуры литых заготовок к обработке давлением.