Физические и технологические основы методов термического упрочнения порошковых спеченных сталей

• Автор: Блиновский, Владимир Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 312 с. : ил. + Прил. (132с. : ил. )

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЕЙ
1.1. Анализ существующих представлений о развитии превращений, формировании структуры и свойств при традиционной термической обработке порошковых спеченных сталей
1.2. Оценка возможностей комбинированных методов термического упрочнения порошковых спеченных сталей
1.3. Сущность проблемы, цель и задачи исследования
2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Структура методического обеспечения
2.2. Материалы и образцы для исследований
2.3. Методика технологического эксперимента
2.3.1. Устройства для нагрева и охлаждения, измерения и регистрации температуры
2.3.2. Исследуемые схемы деформации и способы их реализации
2.3.3. Оборудование для получения постоянных магнитных полей
2.4. Методика исследования фазового состояния, структуры, физических, механических и эксплуатационных свойств
2.4.1. Световая и растровая электронная микроскопия
2.4.2. Рентгеноспектральный микроанализ и Оже-спектроскопия
2.4.3. Рентгеноструктурный анализ
2.4.4. Измерение плотности и удельного объема, оценка пористости
2.4.5. Измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний
2.4.6. Магнитные и дилатометрические измерения
2.4.7. Определение характеристик механических свойств
2.4.8. Определение остаточных напряжений механическим методом
2.4.9. Исследование износостойкости
3. СВОБОДНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ПОР КАК ВЕДУЩИЙ ФАКТОР РАЗВИТИЯ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЯХ
4. МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЯХ
4.1. Особенности развития начальных стадий мартенситного превращения
4.2. Теоретическая оценка влияния пористости на развитие мартенситного превращения
4.3. Организация структуры закаленных порошковых спеченных сталей

4.4. Особенности охлаждения и формирования остаточных напряжений при закалке порошковых спеченных сталей
5. ДИФФУЗИОННЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЕЙ
5.1. Анализ процессов диффузии в пористых металлических материалах
5.2. Модель сдвигового зарождения в контролируемых диффузией фазовых превращениях
5.3. Образование аустенита в порошковых спеченных сталях
5.4. Выделение избыточного феррита в доэвтектоидных порошковых спеченных сталях
5.4.1. Структурные особенности развития начальных стадий выделения избыточного феррита в доэвтектоидных порошковых спеченных сталях
5.4.2. Теоретическая оценка влияния пористости на температуру минимальной устойчивости аустенита порошковых спеченных сталей
5.5. Перлитное превращение в порошковых спеченных сталях
5.5.1. Структурные особенности развития начальных стадий перлитного превращения в порошковых спеченных сталях
5.5.2. Влияние содержания углерода на изменение инкубационного периода переохлажденного аустенита порошковых спеченных сталей
5.5.3. Природа образования анормальной структуры перлита в порошковых спеченных сталях
6. ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ОТПУСКЕ ЗАКАЛЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЕЙ
6.1. Распад мартенсита при отпуске закаленных порошковых спеченных сталей
6.2. Превращение остаточного аустенита при отпуске закаленных порошковых спеченных сталей
6.3. Особенности структуры и свойств при отпуске закаленных порошковых спеченных сталей
6.4. Организация структуры в связи с особенностями распада мартенсита и превращения остаточного аустенита при отпуске закаленных порошковых спеченных сталей
6.5. Остаточные напряжения после закалки и отпуска порошковых спеченных сталей
6.6. Некоторые характеристики механических и эксплуатационных свойств после закалки и отпуска порошковых спеченных сталей
7. ПРОЦЕССЫ ПРИ ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ПОСЛЕДУЮЩЕМ НАГРЕВЕ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЕЙ
7.1. Особенности структуры холоднодсформированных порошковых спеченных сталей

7.1.1. Структурные изменения в порошковых спеченных материалах при холодной пластической деформации
7.1.2. Влияние схемы холодной пластической деформации на структурные изменения в порошковых спеченных материалах
7.1.3. Влияние исходной структуры на особенности развития холодной пластической деформации порошковых спеченных сталей
7.2. Структурные изменения при нагреве холоднодеформирован-ных порошковых спеченных материалов
7.2.1. Возврат в холоднодеформированных порошковых спеченных материалах
7.2.2. Рекристаллизация в холоднодеформированных спеченных материалах
7.2.3. Вторичное спекание в холоднодеформированных порошковых спеченных материалах
8. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ, ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЕЙ
8.1. Кинетические особенности развития перлитного превращения
в холоднодеформированных порошковых спеченных сталях
8.2. Структурные особенности развития мартенситного превращения и превращений при отпуске холоднодеформированных порошковых спеченных сталей
8.3. Организация структуры, остаточные напряжения и некоторые свойства холоднодеформированных порошковых спеченных сталей
9. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ СТАЛЕЙ И ИХ ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
9.1. Об использовании возможностей порошковой металлургии для термического упрочнения порошковых спеченных сталей
9.2. Влияние предварительной холодной деформации порошковых спеченных сталей на процессы диффузионного насыщения
9.3. Термическое упрочнение порошковых спеченных сталей с использованием магнитного поля
9.4. Термическое упрочнение порошковых спеченных сталей с использованием лазерного излучения
9.5. Методы термического упрочнения порошковых спеченных сталей с использованием локальной холодной пластической деформации
9.6. Практическая реализация результатов исследований
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ретического описания с учетом достижений современной теории фазовых превращений, что является тормозом для развития как традиционных, так и, тем более, комбинированных методов ТУ.
В связи с этим целью настоящей работы является создание теоретических основ методов ТУ для повышения эффективности их использования и, как следствие, - увеличения ресурсов ПСС. Необходимая основа для выполнения работы - исследование, анализ и описание с современных позиций развития фазовых превращений, особенностей формирования структуры и свойств при реализации упрочняющих методах ТО ПСС. При этом важным является дифференцированный подход к рассмотрению многофакторного влияния особенностей исходного строения ПСС на развитие фазовых превращений, особенности формирования структуры и свойств при упрочняющей ТО, позволяющий выделить ведущие факторы. Эта информация является базовой для разработки физических моделей развития фазовых превращений в ПСС и их количественной оценки.
Целевое направление работы предусматривает постановку следующих основных задач, результаты решения которых выносятся на защиту:
1. Разработка методического обеспечения экспериментальных исследований, обеспечивающих получение надежной и достоверной информации о развитии фазовых превращений, формировании структуры и свойств ПСС при ТУ.
2. Выявление ведущего фактора, определяющего развитие фазовых превращений в ПСС, связанного с их «порошковой предысторией»; оценка степени его проявления и разработка физических представлений о развитии фазовых превращений в ПСС.
3. Разработка на основе современных позиций физических моделей развития мартенситного превращения, процессов диффузии и диффузионных превращений при ТО ПСС; создание математического аппарата для количественной оценки характера проявления ведущего фактора в развитии фазовых превращений и ее реализация.
4. Исследование организации структуры ПСС после основных видов ТУ; разработка методики количественного описания организации структуры и ее реализация в виде диаграмм фазового состава и распределения углерода по состояниям; оценка изменений остаточных напряжений, - уровня механических и эксплуатационных свойств ПСС.
5. Изучение особенностей холодной деформации ПСС и процессов, происходящих при последующем нагреве, - закономерностей развития фазовых превращений в холоднодеформированных ПСС для расширения ее использования в цикле ТУ.
6. Определение основополагающего принципа развития методов ТУ ПСС и направлений их развития, оценка перспектив и сферы применения.
7. Разработка технологических решений комбинированных методов ТУ, наиболее целесообразных для практического использования в современных условиях с точки зрения повышения ресурсов ПСС и их реализация.