Отпуск конструкционных сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита

• Автор: Сюзева, Екатерина Борисовна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 155 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Виды отпускной хрупкости
1.2. Причины снижения ударной вязкости после отпуска в интервале температур 250 - 400 °С (необратимая отпускная хрупкость)
1.2.1. Карбидные превращения при распаде мартенсита
1.2.2. Сегрегация вредных примесей на границах зерен
1.2.3. Распад остаточного аустенита
1.2.4. Образование микрообъемов, обогащенных марганцем
1.3. Причины снижения ударной вязкости после отпуска в интервале температур 450 -600 °С
1.3.1. Обратимая отпускная хрупкость
1.3.1.1. Карбидная теория обратимой отпускной хрупкости
1.3.1.2. Сегрегационная теория обратимой отпускной хрупкости
1.3.2. Хрупкость, вызванная дисперсионным упрочнением
1.4. Постановка цели и задач исследования
2. Материалы и методики исследования
2.1. Выбор материалов и режимов термической обработки
2.2. Методики исследования
2.2.1. Методика испытания на растяжение
2.2.2. Методика дюрометрических исследований
2.2.3. Методика испытания на ударный изгиб
2.2.4. Методика испытания на статическую трещиностойкость
2.2.5. Методика фрактографических исследований
2.2.6. Методика измерения удельного электросопротивления
2.2.7. Методика металлографических исследований
3. Проявление разных видов отпускной хрупкости при отпуске низкоуглеродистого мартенсита различных систем легирования
3.1. Отпускная хрупкость в низколегированных сталях системы Сг-Мп, Сг-№
3.2. Влияние хрома и молибдена на охрупчивание низкоуглеродистых сталей, содержащих 3 %№
3.3. Особенности влияния ванадия на изменение ударной вязкости низкоуглеродистых (Сг+Мп)-сталей с мартенситной структурой
Выводы по главе

4. Влияние процессов распада мартенсита на трещиностойкость низкоуглеродистых мартенситных сталей типа ХЗГНМ
4.1. Изучение процессов распада мартенсита при отпуске НМС типа ХЗГНМ
4.2. Изменение прочности, трещиностойкости и микромеханизма разрушения при отпуске НМС типа ХЗГНМ
4.2.1. Влияние температуры отпуска
4.2.1.1. Изменение характеристик прочности и пластичности
4.2.1.2. Изменение характеристик ударной вязкости
4.2.1.3. Изменение характеристик статической трещиностойкости
4.2.2. Влияние длительности отпуска
4.2.3. Природа охрупчивания
Выводы по главе
5. Способы, позволяющие избежать охрупчивание или повысить уровень ударной вязкости сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита
5.1. Способы, позволяющие избежать охрупчивание сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита
5.2. О роли молибдена в предотвращении катастрофического охрупчивания при отпуске низкоуглеродистого мартенсита
5.3. Повышение трещиностойкости НМС типа ХЗГНМ при длительном отпуске
5.4. Низкотемпературная закалка как способ повышения ударной вязкости НМС типа ХЗГНМ
Выводы по главе
6. Разработка технологических параметров термического упрочнения насоснокомпрессорных труб из НМС
6.1. Технологические преимущества низкоуглеродистых мартенситных сталей
6.2. Производство насосно-компрессорных труб в России и за рубежом
6.3. Разработка технологических параметров изготовления термоупрочненных насосно-копрессорных труб из НМС 07ХЗГНМ и 08Х2Г2Ф
6.3.1. Выбор температурно-деформационных параметров
6.3.2. Разработка режимов отпуска НКТ разных категорий прочности
6.4. Сравнительный анализ технологий производства НКТ из низкоуглеродистых мартенситных и традиционных среднеуглеродистых сталей
Выводы по главе
Общие выводы
Список литературных источников
Акт по освоению технологии термического упрочнения НКТ

ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных задач современного материаловедения является снижение металлоемкости конструкций в результате повышения прочности конструкционных сталей. На сегодняшний день самым распространенным способом повышения прочности стальных изделий является закалка на мартенсит. Однако термическое упрочнение традиционных легированных конструкционных сталей, содержащих 0,15 - 0,40 %С, сопровождается рядом технологических трудностей: необходимость использования жидких закалочных сред, высокий уровень закалочных напряжений, коробление и деформация и т.д. Одним из способов решения данной проблемы является использование разработанных Р.И. Энтиным, Л.М. Клейнером и др. низкоуглеродистых мар-тенситных сталей (НМС), свободных от этих недостатков.
Закаленные на мартенсит стали для повышения конструктивной прочности подвергают отпуску. Однако все стали в той или иной степени подвержены отпускной хрупкости, которая проявляется в снижении ударной вязкости и повышении критической температуры хрупкости. В связи с этим становится актуальной задача исследования процессов, происходящих при отпуске сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита, влияния легирования на их склонность к отпускному охрупчиванию и выяснение причин этого охрупчивания.
Исходя из этого, целью работы является выявление факторов, приводящих к снижению ударной вязкости при отпуске низкоуглеродистого мартенсита; разработка режимов отпуска, исключающих охрупчивание, а также способов, позволяющих повысить уровень ударной вязкости сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита.
Логическая последовательность экспериментов включала исследование влияния легирования на температурные условия проявления

1.4. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Повышение качества и надежности конструкций в значительной мере зависит от материала, из которого они изготовлены. При этом идеология современного машиностроения направлена на снижение металлоемкости конструкций за счет повышения прочности конструкционного материала.
На сегодняшний день самым распространенным методом повышения прочности стальных изделий является закалка на мартенсит. Однако при закалке среднеуглеродистых среднелегированных конструкционных сталей возникает ряд трудностей, таких как:
• необходимость применения жидких закалочных сред для обеспечения сквозной прокаливаемости и устранения немартенситных продуктов превращения и, как следствие,
• высокие закалочные напряжения, а также, связанное с этим, коробление, деформация и опасность образования закалочных трещин.
Вследствие этого возникают определенные технологические трудности при изготовлении точных термоупрочненных заготовок и сварных конструкций из среднеуглеродистых сталей.
Все эти проблемы связаны с наличием углерода, который является наиболее эффективным и экономичным элементом, повышающим прочность сплавов на основе железа. Поэтому в мировой практике уже длительное время наблюдается тенденция к созданию сталей с пониженным содержанием углерода. Это двухфазные феррито-мартенситные стали, мартенситно-стареющие стали, бейнитные стали.
Одним из перспективных направлений в этой области являются низкоуглеродистые мартенситные стали (НМС). НМС были разрабо-