Влияние качества металла на локализацию повреждаемости и механические свойства конструкционных сталей и сплавов

• Автор: Петкова Ани Петрова
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава I. Влияние плотности и равномерности распределения дислокаций и структурно-фазовых превращений на прочность и пластичность металлов и сплавов
1.1. Природа упрочнения металлов и пути повышения их прочности. Схема изменения прочности в зависимости от плотности дислокаций по И.А.Одингу
1.2. Развитие представлений И.А.Одинга о зависимости прочности металла от плотности дислокаций
1.3. Роль пластичности в обеспечении высокой прочности
1.3.1. Влияние пластичности и вязкости на прочность металлов и сплавов. Предотвращение локализации пластической деформации и развития преждевременных хрупких разрушений
1.3.2. Влияние неравномерности распределения дислокационной плотности на прочностные свойства
1.4.Структурные аспекты работоспособности и надежности конструкционных материалов. Структурно-кинетическая концепция А.М.Паршина
1.4.1.Однородность распада твердых растворов как одна из основных мер предотвращения локализации пластического деформирования
1.4.2. Влияние величины и уровня напряжений на границе раздела "формирующаяся избыточная фаза-матрица" и степени пластичности на работоспособность сплавов
1.5. Выводы
1.6. Формулировка задач исследования
Глава II. Качество металла, особенности металлургического передела и их связь
с прочностными и вязкопластическими свойствами сталей. Каскадная теория прочности сталей

2.1. Понятие качества металла
2.1.1. Дефекты строения и их влияние на эксплуатационные характеристики сталей
2.1.2. Применение вакуумных переплавов для устранения описанных дефектов
2.2. Условия металлургического передела. Их роль в предотвращении деградации металла в конструкции
2.3. Прочность и пластичность в связи с качеством металла. Влияние условий металлургического передела и качества металла на прочностные и вязкопластические свойства сталей
2.4. Наличие критической плотности дислокаций в металле, при которой происходит локализация пластической деформации
2.5. Влияние неметаллических включений и вторичных фаз на характер пластической деформации в сталях
2.6. Связь качества металла и условий металлургического передела с критической плотностью дислокаций в металле
2.7. Связь "каскадов прочности" с применяемыми технологическими процессами металлургического передела и изготовления конструкции
2.8. Влияние фактора времени и других нежелательных условий эксплуатации на падение прочности на примере аустенитной роторной стали типа ЗХ19Н9ВМБТ
2.8.1. Изменение микроструктуры стали с увеличением времени выдержки
2.8.2. Связь структурно-фазовых превращений с изменением механических свойств стали в процессе длительного изотермического старения
2.9. Вакуумные переплавы как мера повышения чистоты сталей по вредным примесям и неметаллическим включениям и сопротивляемости хрупкому разрушению

2.10. Выводы
Глава III. Стабилизированные и нестабилизированные аустенитные стали
3.1. Аустенитные стали с небольшим содержанием никеля
3.2. Недостатки стабилизированных аустенитных сталей и пути их устранения
3.2.1. Фазы внедрения титана (или ниобия) и свойства указанных сталей. Содержание в них углерода и азота
3.2.2. Содержание 8-феррита и его влияние на свойства сталей
3.2.3. Неметаллические включения и их влияние на качество рабочих поверхностей стабилизированных сталей
3.2.4. Образование карбидов хрома типа Сг2зСб
3.2.5. Межкристаллитная коррозия стабилизированных сталей
3.2.6. Радиационное распухание стабилизированных аустенитных сталей и сплавов
3.3. Создание особо чистой нестабилизированной титаном коррозионно-стойкой аустенитной хромоникелевой стали двойного вакуумного переплава типа 01Х18Н14ВИ+ВД
3.3.1. Химический состав разработанной стали. Содержание титана и углерода
3.3.2. Содержание в разработанной стали нитридов и карбонитридов титана и неметаллических включений
3.3.3. Плотность разработанной нестабилизированной стали в сравнении со сталями данного класса обычной выплавки
3.3.4. Процессы образования хромистых карбидов и а-фазы в разработанной нестабилизированной стали и сталях типа 18-8, 15-15 и других композиций
3.3.5. Склонность разработанной нестабилизированной аустенитной стали к межкристаллитной коррозии

нагружении пиковьтх напряжений путем передачи деформации в смежные микрообъемы.
Процесс пластической деформации, определяемый движением дислокаций, перемещающихся по определенным системам скольжения, является локальным по своей природе. В поликристаллическом металлическом сплаве, благодаря различной ориентации смежных объемов, этот процесс локализации еще больше усугубляется вследствие существенного опережения движения дислокаций в благоприятно ориентированном объеме по сравнению с неблагоприятно ориентированным. Затем надо иметь в виду, что при наличии имеющихся в промышленно используемых сплавах металлургических дефектов (трещин, неметаллических включений), а в реальных деталях концентраторов напряжений (надрезов, резких переходов сечений и др.), способствующих созданию пиковых напряжений, локализация деформации в микро- и субмикрообъемах приобретает весьма опасный характер.
Локализация будет проявляться в том, что движущиеся преимущественно в определенных микро- и субмикрообъемах дислокации будут в них же заторможены, образуя у барьеров, пересекающих (ограничивающих) указанные объемы, скопления.
Опасность таких скоплений определяется тем, что они создают в металле области с весьма высокой концентрацией напряжений, достигающих теоретической прочности. В подобной ситуации возможна либо релаксация опасных пиковых напряжений путем "прорыва" барьера и эстафетной передачи дислокаций в соседний объем, либо образование зародыша хрупкой трещины (отрывом), что также связано с релаксацией опасных пиковых напряжений, но путем ухода дислокаций в полость образующейся трещины.
Создание в объеме конкретного металлического сплава непроницаемых для дислокаций барьеров с целью торможения дислокаций приведет к сильной локализации деформации возникновению опасных пиковых напряжений у таких барьеров. Непроницаемость барьеров и их неблагоприятное распределе-