Влияние магнитного поля на развитие мартенситного превращения в температурном интервале сверхпластичности аустенита

• Автор: Долгачёв, Юрий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Современное состояние исследований мартенситного превращения при термической обработке сталей в магнитном поле.

1.1 Влияние магнитного поля в процессе мартенситного превращения

1.2 Механизм образования зародышей ферромагнитной фазы в неферромагнитной матрице.

1.3 Сверхпластичность стали в температурном интервале МдМм

1.4 Заключение и определение задач.

2 Методика проведения экспериментальных работ

2.1 Структура общей методики.

2.2 Материалы и образцы для проведения исследований

2.3 Лаборагорное оборудование для создания постоянного магнитного поля

2.4 Устройства для нагрева, измерения и регистрации изменений физических свойств.
2.5 Исследование структуры.
2.6 Исследование характеристик механических свойств.
2.7 Методы обработки результатов измерений и оценки их погрешностей.
3 Процессы образования зародышей мартенсита и кинетика уа перехода при действии внешнего магнитного поля.
3.1 Механизм образования зародышей ферромагнитного мартенсита
в парамагнитной аустенитной матрице.
3.2 Неустойчивость кристаллической решетки аустенита перед мартенситным превращением и влияние внешнего магнитного
поля в этих условиях
3.3 Изменения в кинетике мартенситного превращения под действием магнитного поля в температурном интервале сверхпластичности
4 Особенности структуры мартенсита, полученного закалкой стали в магнитном поле в температурном интервале сверхпластичности аустенита.
5 Перспективы практического использования бездеформационной
закалки в магнитном поле
6 Общие выводы
Список литературы


Циклическая термомагнитная обработка армко-железа приводила к снижению порога хладноломкости на °С по сравнению с обработкой без поля и на °С - по сравнению с нормализацией. При этом ударная вязкость при -°С повышалась с 0 до кДж/см2, а при -°С с 0 до 0 кДж/см2. Различия в свойствах авторы объясняют знакопеременным наклепом феррита и аустенита пол действием магнитострикционных и тсрмострикционных изменений объема, а для стали Х - одновременным влиянием фазового наклепа. В указанных работах проводится количественная оценка величины деформации, которая может быть вызвана магнитострикционными напряжениями и сделано предположение о повышении дисперсности субструктуры феррита при циклическом нагреве в магнитном поле. Наследование структурных изменений ферритом или мартенситом (при быстром охлаждении) рассматривается как причина повышения пластических свойств и снижения порога хладноломкости в условиях жесткого нагружения. Данные о влиянии термомагнитной обработки на характеристики механических свойств различных по содержанию углерода никелевых сталей Н, Ш7, Н5, 0Н6, 0Н8, 0Н, 0Н приведены в работе [)]. Влияние магнитного поля на упрочнение при термической обработке никелевых сталях усиливалось при повышении концентрации углерода. Это объяснялось уменьшением количества остаточного аустенита при обработке в поле и увеличением за счет этого предела текучести (на %), а предел прочности увеличивался на -% только при закалке с высоких температур, когда при обработке без поля фиксируется до % остаточного аустенита. Отмечалось, что эти изменения сохраняются только до температур отпуска порядка 0 ()С. Кроме того, причиной повышения реализуемой прочности может быть увеличение характеристик пластичности при обработке в поле, что снижает вероятность разрушения по хрупкому механизму при низких температурах отпуска. При расположении разрывных образцов поперек поля предел текучести оказывается несколько большим, в связи с чем сделано предполо-жение о более однородном распределении напряжений при испытании за счет локальных магнитострикционных деформаций поперек оси образца при намагничивании. H = 2,4 МА/м) по сравнению с напряженностью при продольном размещении (И = 1,4 МА/м). Влияние термической обработки в магнитном поле на свойства инструментальных сталей Р, ХФ1, ХВГ и X изучалось в работах [, ]. Использовались постоянное магнитное поле Н=0 кА/м и переменное Н= кЛ/м, f= Гц. Сопротивление разрушению при изгибе, растяжении и кручении исследовали для четырех режимов термомагнитной обработки, предусматривающей закалку и отпуск образцов без ноля и в поле, а также при продольном и поперечном расположении образцов относительно вектора напряженности ноля. Показано, что закалка в постоянном поле повышает предел прочности при изгибе стали ХВГ на %, а стали - на %. Проведение отпуска в магнитном поле приводило к заметному упрочнению всех указанных сталей независимо от наличия поля во время закалочного охлаждения. Повышение характеристик прочности достигалось и после обычного отпуска образцов, закаленных в поле. Так, для стали ХВГ' предел прочности при изгибе после магнитной закалки и отпуска 0°С составил - МПа по сравнению с - МПа после обычной обработки. Для стали Р более эффективным оказался отпуск в переменном магнитном поле, после закалки в постоянном поле сопротивление разрушению при растяжении составило и МПа соответственно при отпуске в постоянном и переменном поле. В работах M. JI. Бернштейна и сотрудников [], изучалось влияние магнитного поля напряженностью до 1,8 МА/м на фазовые превращения в процессе закалки и отпуска, структуру и свойства ряда сплавов системы железо-никель-углерод. Магнитометрическими исследованиями установлено, что наложение магнитного поля при закалке на воздухе сталей с содержанием углерода более 0,6% приводит к снижению количества остаточного аустсиита на 7 - 9%. Этот эффект проявляется сильнее для сталей с большим содержанием углерода, а также при повышении температуры аустенитизации и увеличении концентрации углерода в твердом растворе.