Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

скачать книгу Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве

в книге обобщен отечественный и зарубежный опыт применения ханического упрочнения стали прогрессивного способа обработки, позволяющего снизить металлоемкость конструкций
...
Даны рекомендации по оптимизации технологических режимов тео момехаиической обработки для конкретных марок стали,режимов тер Книга предназначена для ннжеиерно
...
Традиционные методы повышения свойств, такие как сложное легирование и различные виды термической обработки, постепенно исчерпывают свои возможности и становятся все более дорогостоящими, что заставляет искать новые пути упрочнения, основанные на современных достижениях науки
...
На современном этапе развития производства необходимо использовать экономичные методы упрочнения, заключающиеся в совмещении пластической деформации и термической обработки
...
Термомеханическая обработка, как ни один из способов упрочнения, позволяет повысить конструктивную прочность стальных деталей, предназначенных для работы в самых разнообразных условиях эксплуатации
...
Предлагаемая монография посвящена описанию экспериментальных данных, методов разработки технологии и результатов освоения термомеханического упрочнения как в СССР, так и за рубежом
...
Это значит, что при больших степенях деформации напряжение течения не зависит от размера зерна и при этих условиях будет более правильным рассматривать упрочнение металлов исходя только из изменения плотности дислокаций в соответствии с уравнением
...
Предел текучести и напряжение течения железа можно повысить легированием его различными элементами, образующими твердые растворы замещения или внедрения
...
Элементы, которые легко растворяются в основном металле, дают небольшой эффект упрочнения, а элементы, которые интенсивно упрочняют основной металл, растворяются в нем в ограниченных пределах, поэтому они тоже не могут обеспечить достаточного упрочнения
...
Элементы, легко растворяющиеся в аустените, могут лишь ограниченно растворяться в феррите, поэтому при закалке удается получать сильно пересыщенные твердые растворы
...
Известно, что в металлах с гранецентрированной кубической решеткой растворяющиеся элементы могут влиять на степень деформационного упрочнения сплава путем изменения энергии дефектов упаковки
...
Чем ниже энергия дефектов упаковки, тем более высокое напряжение необходимо приложить для ассоциации частичных дислокаций и осуществления поперечного скольжения
...
При увеличении плотности дислокаций, уменьшении размера зерна и введении дисперсных частиц второй фазы временное сопротивление у чистого железа можно повысить до значений
...
Сочетая различные методы упрочнения, описанные выше, можно достичь и более высокого уровня временного сопротивления, однако вопрос о том, в какой мере каждый из механизмов упрочнения может быть использован при их комбинировании, до сих пор окончательно не решен
...
Основными Лакторами, способствующими упрочнению металлов и сплавов при таком комбинированном воздействии, являются увеличение плотности дислокаций и более равномерное их распределение гэ объему металла по сравнению с отожженным состоянием
...
При НТМО сталей, закаливаемых на мартенсит, переохлажденный аустенит деформируют в области его повышенной устойчивости, но обязательно ниже температуры начала рекристаллизации, и затем превращают его в мартенсит
...
Холодной деформацией нельзя сильно упрочнить сталь с мартенситной структурой, так как мартенсит, содержащий углерод, хрупок и не поддается большим обжатиям
...
Совершенная субзеренная структура феррита при обработке по регламентированному режиму формируется в результате полигонизации во время пластической деформации и в паузах между обжатиями
...
Дисперсные сферические частицы карбида могут зарождаться на дислокациях в аустените, а могут также появляться в результате фрагментации карбидных пластин и их сфероидизации
...
Существует оптимальная температура пластической деформации, выше которой субзерна и карбидные частицы получаются крупнее, а ниже — не успевают сформироваться совершенные субзеренные границы, что отрицательно сказывается на вязкости стали
...
Основным недостатком НТМИзО, ограничивающим ее применение, является высокое сопротивление стали деформированию при пониженных температурах горячей обработки давлением
...
В отличие от других видов ТМО, при которых холодный наклеп также предшествует окончательной термической обработке, при ПТМО холодной деформации подвергается материал со структурой феррито
...
Холодная деформация повышает плотность дис локаций, перестройка которых при дорекристаллизационном нагреве создает полигонизованную структуру феррита
...
Опыт показывает, что значительное измельчение зерна феррита при горячей обработке давлением достигается при применении так называемой контролируемой прокатки
...
Контролируемая прокатка представляет собой высокотемпературную обработку низколегированной стали, заключающуюся в том, что нагрев под обработку давлением и режим обжатий до достижения температуры конца прокатки обеспечивают получение рекристалли
...
Целью контролируемой прокатки является достижение для низколегированной стали свойств, равноценных или превосходящих свойства нормализованного металла, а при ТМО стремятся достичь свойств, превосходящих значения, наблюдаемые у термически улучшенного металла
...
Прокатка в верхней части аустенитной области обычно рассматривается как одновременная деформация и рекристаллизация, хотя она и не приводит к полной динамической рекристаллизации
...
Дело в том, что в большинстве работ не были разграничены явления, происходящие в ходе горячей деформации, или явления, происходящие после ее окончания при обычном охлаждении от температуры деформации или в течение последеформационных выдержек
...
Действительно, при осуществлении большинства известных в технике процессов формоизменения после горячей деформации с той или иной полнотой успевают пройти процессы статической рекристаллизации
...
Однако применительно к ВТМО, предусматривающей немедленное и резкое охлаждение после завершения горячей деформации или после регламентированной выдержки, важно знать, имеются ли условия для динамической рекристаллизации, протекающей в ходе самой горячей деформации, и каков характер возможных при горячей деформации изменений тонкого строения
...
При осуществлении высокоскоростных процессов горячей обработки изменения тонкого строения будут определяться соотношением между временем, затрачиваемым на горячую деформацию, и временем, необходимым для развития рекристаллизации
...
Возникающие в ходе горячей обработки структурные изменения влияют на непрерывно изменяющееся сопротивление деформации и поэтому о характере этих изменений косвенно можно судить по виду кривых деформационного упрочнения
...
Многочисленные эксперименты свидетельствуют о том, что при горячей обработке имеются два типа кривых напряжение — деформация, внешне схожих между собой, но имеющих ряд существенных различий
...
В зависимости от преобладания того или иного процесса при горячей обработке давлением могут быть достигнуты состояния горячего наклепа, начала образования субструктуры
...
С одной стороны, при увеличении скорости деформации время для протекания процессов разупрочнения уменьшается, соответственно уменьшается и доля снимаемого наклепа
...
Предполагается, что должен наступить такой момент, при котором значение разупрочнения при дальнейшем увеличении скорости деформации будет оставаться практически на одном уровне
...
При определенном сочетании термомеханических параметров создаются условия, при которых перераспределение дислокаций в деформированном металле приводит к образованию субструктуры, вносящей дополнительный вклад в упрочнение металла
...
Увеличение скорости деформации способствует интенсификации указанного процесса и измельчению субструктуры, продолжающемуся до определенного момента, начиная с которого вносимые в металл дислокации не успевают перераспределяться и оформиться в субструктурные образования
...
Лучшие свойства могут быть получены в результате динамической полигонизации, но и при завершающей стадии динамического возврата или начальной стадии динамической рекристаллизации можно достичь определенного уровня упрочнения
...
Устойчивая развитая субструктура аустенита, сформированная в процессе динамической полигонизации, наследуется мартенситом как при ВТМО, так и при последующих после ВТМО операциях термообработки
...
Уточнению механизма упрочнения при ВТМО помимо рассмотренных соображений могут способствовать также результаты, полученные при исследованиях карбидообразования в процессе ВТМО
...
Это ведет к уменьшению количества остаточного аустенита и создает возможность протекания мартенситного превращения по дислокационному механизму, определяющему морфологию мартенсита
...
дефекты строения, связанные с деформацией аустенита при ВТМО, з определенной степени сохраняются и после повторного нагрева в аустенитную область также сохраняется и их влияние на распад аустенита при последующем охлаждении
...
Определенную роль в упрочнении сталей при ВТМО могут играть процессы текстурообразования при горячей деформации металлов и связь текстуры горячей деформации с текстурой динамической и статической рекристаллизации, а также ориентационные соотношения деформированного и рекристал
...
Это свидетельствует об уменьшении рассеиваемой на дислокациях энергии и может быть связано с более сильным закреплением дислокаций атомами углерода, так как трудно предположить, что плотность дислокаций после ВТМО ниже, чем после обычной закалки
...
В зависимости от микролегирования и температуры отпуска прирост предела текучести и временного сопротивления, измеренного при испытании на одноосное растяжение, составил
...
Это важно отметить, поскольку в современном производстве при изготовлении многих видов пружин используют довольно быстрый электроконтактный нагрев под закалку, и в этом смысле эксперимент был проведен в более жестких условиях нагрева
...
Микролегирование стали ванадием, ниобием и цирконием позволяет сохранить эффект ТМО при повторных нагревах до аустенитной области, причем влияние легирующих добавок на
...
В процессе проведения работ по использованию термомеханически упрочненного проката для упругих элементов автомобилей была выявлена возможность реализации прямого эффекта ВТМО путем применения скоростного электроконтактного нагрева термомеханически упрочненного проката до
...
Одним из простейших примеров использования ТМО является способ производства высокопрочных стальных полос из низколегированных сталей, разработанный фирмой
...
Так как у большинства подшипников разрушаются внутренние кольца, было решено изготовлять с помощью ТМО только шарики и внутренние кольца, а наружные кольца подвергать обычной термической обработке
...
После ТМО в поверхностных слоях заготовки возникают сжимающие напряжения, тогда как в поверхностных слоях материала после ОТО действуют растягивающие напряжения Для стали после ОТО повышение чувствительности к надрезу соответствует твердости
...
В работе отмечается, что предварительная горячая деформация при температурах выше Аз весьма эффективна для понижения критической температуры хрупкости несмотря на то, что последние проходы при контролируемой прокатке осуществляются при температуре, когда в деформированных зернах возврата не наблюдается
...
Кроме того, указывается, что во Франции ведутся лабораторные и промышленные исследования процесса ТМО с целью экономии никеля в сталях, предназначенных для криогенной техники
...
Необходимо также строго контролировать время деформации, которое для многих сталей ограничено началом распада, вследствие чего уменьшается число сталей, пригодных для ТМО
...
Существенным недостатком использования сталей после НТМО и конструкционных сталей, претерпевающих мартенситное превращение прн закалке п ВТМО, является их высокая твердость
...
Это создает определенные трудности при механической обработке резанием и вызывает необходимость использования твердосплавных резцов и шлифовальных устройств
...
Обычные методы исследования влияния параметров ТМО на те или иные свойства используют, как правило, линейный подход, что значительно затрудняет поиск оптимальных условий процесса
...
В связи с этим в последние годы для изучения совокупного влияния параметров ТМО на структуру и свойства все чаще начинают применять метод планирования эксперимента
...
При проведении лабораторных экспериментов с целью максимального приближения к промышленным условиям следует использовать специальные методические приемы, суть которых заключается в моделировании температурно
...
Температурный интервал при прокатке с ВТМО ограничивается диапазоном температур горячей прокатки, причем нижняя граница этого интервала находится в прямой зависимости от уровня допустимых нагрузок на оборудование
...
Деформационные режимы при прокатке с ВТМО не должны существенно отличаться от режимов обычной горячей прокатки, поскольку формирование геометрии профиля подчиняется одним и тем же законам
...
Коэффициенты регрессии, которые являются коэффициентами искомого полинома, являются частными производными функции отклика по соответствующим переменным, В тех случаях, когда число параллельных опытов различное, используют формулу
...
При металлографическом методе исследования зеренной структуры размеры плоских зерен, а также долю рекристаллизованных зерен оценивают их площадью по методу С
...
Кроме того, при наличии текстуры интенсивность вдоль дебаевского кольца неодинакова и меняется по определенному закону, зависящему прежде всего от типа текстуры
...
При фотографическом методе регистрации рентгеновских интерференции образование первых рекристаллизованных зерен вызывает появление четких рефлексов на фоне сплошного кольца
...
В целом сравнение механических свойств проката, подвергнутого ВТМО, со свойствами проката, прошедшего обычную термообработку, свидетельствует о том, что в результате ВТМО при Тпр
...
На кривых изменения характеристик механических свойств стали после ВТМО и контрольной закалки можно отметить два интервала экстремального изменения свойств
...
Для разработки технологии прокатки с ВТМО представляет интерес сравнение механических свойств стали, прокатанной за п п проходов с суммарным обжатием
...
Пластические свойства стали с увеличением суммарной степени обжатия при дробной деформации незначительно снижаются, оставаясь, однако, на уровне соответствующих требований
...
Механические свойства проката, подвергнутого ВТМО, в значительной степени зависят от продолжительности последеформационной выдержки до начала охлаждения после прокатки
...
Как известно, для многих сталей и сплавов на аустенитной основе большое значение имеет высокотемпературная прочность, поскольку детали, изготовленные из них, зачастую эксплуатируются при повышенных температурах
...
Как известно, для многих сталей и сплавов на аустенитной основе большое значение имеет высокотемпературная прочность, поскольку детали, изготовленные из них, зачастую эксплуатируются при повышенных температурах
...
Структура, образующаяся к концу обработки, формируется в условиях протекания процессов деформационного упрочнения аустенита, динамической полигонизации
...
В углеродистых и низколегированных сталях облегчена перестройка дислокаций и поэтому немедленной закалкой можно зафиксировать состояние динамической полигонизации
...
Резкое торможение роста таких кристаллов в деформированном аустените авторы связывают с затруднениями релаксации напряжений при мартенситном превращении
...
В зависимости от сочетания различных параметров ВТМО в прокате формируется различная структура, характеризующаяся для одних режимов полным отсутствием рекристаллизованных зерен, а для других — развитием рекристаллизации в различной степени
...
Это обусловливает рост прочностных и некоторое снижение пластических свойств, поскольку при рекристаллизации в результате перераспределения и аннигиляции происходит радикальное уменьшение плотности дислокаций, Резкое повы Г
...
ма границ приводит к исключению межзеренного разрушения, характерного для отпускной хрупкости конструкционной стали, и к замедлению развития разрушения по границам зерен при ползучести образца во время высокотемпературных испытаний на длительную прочность
...
Торможение процесса разрушения в результате проведения ВТМО можно объяснить повышением устойчивости микротрещин, возникающих на отдельных элементах зубчатости, против слияния их в более крупные трещины
...
ма границ приводит к исключению межзеренного разрушения, характерного для отпускной хрупкости конструкционной стали, и к замедлению развития разрушения по границам зерен при ползучести образца во время высокотемпературных испытаний на длительную прочность
...
Торможение процесса разрушения в результате проведения ВТМО можно объяснить повышением устойчивости микротрещин, возникающих на отдельных элементах зубчатости, против слияния их в более крупные трещины
...
Повышение температуры деформирования приводит к увеличению искаженности зубчатости и это может быть как следствием более интенсивного протекания процессов диффузионного передвижения участков границ, так и результатом различий в ориентировке кристаллической решетки в соседних зернах на разных участках зубчатости
...
Следует отметить, что при режиме ВТМО, не обеспечивающем подавления рекристаллизации, на стыках и границах деформированных зерен вместо зубчиков возникают зародыши новых зерен
...
Повышение температуры и степени деформации, увеличение промежутка времени от конца прокатки до начала закалки ускоряют протекание рекристаллизационных процессов
...
Результаты испытаний на растяжение при повышенных температурах свидетельствуют о наименьшем запасе прочности сталей с рекрнсталлизованнон структурой, что совпадает также с результатами, полученными на аустенитных жаропрочных сплавах и сталях
...
Кроме того, переползание дислокаций при дробном деформировании облегчено по сравнению с деформацией за один проход и поэтому более полно протекают процессы полигонизации, обусловливающие создание устойчивой субструктуры, что затрудняет ре
...
Рубцовым, было установлено, что при увеличении числа единичных обжатий наблюдается тенденция к уменьшению размеров зерен, причем с увеличением суммарной степени дробной деформации возрастает вытянутость зерен в направлении прокатки
...
Углы разорнентировки между фрагментами увеличиваются, однако плотность дислокаций после двух проходов мало увеличивается и составляет после пяти проходов
...
Основное отличие от структуры металла, деформированного по дробному режиму, состоит в появлении областей динамической рекристаллизации, что приводит к резкому снижению прочностных характеристик
...
О, является внутризеренная субструктура, характер и дисперсность которой определяются температурой, степенью и, что особенно важно, скоростью деформации
...
Известно, что перераспределение дислокаций в полигональные стенки в процессе ВТМО происходит тем полнее, чем выше температура и степень деформаций и чем ниже скорость деформирования
...
Повышенная термическая стабильность субструктуры, возникающей при высокотемпературном деформировании с замедленными скоростями, может приводить к тому, что даже при длительном высокотемпературном нагреве под закалку материал полностью не рекристаллизуется, часть зерен имеет субструктуру после окончательной термообработки
...
Вместе с тем в литературе имеются данные, указывающие на возможность подавления рекристаллизации не за счет уменьшения, а за счет увеличения скорости деформации
...
Следовательно, для каждого конкретного случая существует определенная оптимальная скорость деформации, уровень которой должен определяться обязательно с учетом величины других параметров
...
Помимо зубчатости, существенным отличием структуры после ВТМО от структуры после обычной закалки яв ляется значительное уменьшение объемной плотности кру
...
Однако ВТМО способствует более однородному распределению карбидрюй фазы в объеме стали, поэтому отрицательное влияние пониженной температуры закалки после пластической деформации не проявляется
...
Таким образом, высокая устойчивость против разупрочнения при повышении температуры отпуска двухфазной стали, обработанной по режиму ВТМО, обусловлена стабильностью фрагментированной структуры аустенитной составляющей
...
Сведения, полученные в результате исследований, выполненных в лабораторных условиях, позволяют для конкретной стали или группы подобных сталей установить степень влияния того или иного фактора на уровень выходных ха рактернстик и в первую очередь стандартных характеристик механических свойств
...
Для управления процессом ТМО в условиях конкретного оборудования, как было отмечено ранее, необходимо иметь статистическую модель процесса для каждого выходного параметра
...
Такую модель можно получить либо в результате пассивного эксперимента при обработке выборки статистических данных, либо в результате реализации активного планируемого эксперимента
...
В связи с этим для разработки технологии на начальном этапе целесообразно провести планируемый эксперимент с целью построения моделей для выбора требуемого режима, а на втором этапе по мере накопления статистических данных произвести уточнение модели
...
Варьируемыми факторами при проведении технологического эксперимента должны служить параметры, которые оказывают наибольшее влияние на уровень выходных характеристик
...
Уровни варьирования, определяющие область факторного пространства, должны быть заданы с учетом возможности изменения исследуемых факторов в условиях конкретного оборудования
...
Затем из различных зон сечения прокатанных в режимах ВТМО заготовок вырезали образцы для механических испытаний на растяжение и реализовали факторный эксперимент типа
...
Затем из различных зон сечения прокатанных в режимах ВТМО заготовок вырезали образцы для механических испытаний на растяжение и реализовали факторный эксперимент типа
...
Затем из различных зон сечения прокатанных в режимах ВТМО заготовок вырезали образцы для механических испытаний на растяжение и реализовали факторный эксперимент типа
...
По этим моделям строят номограммы для определения уровня стандартных механических свойств, задавая значения параметров внутри заданного интервала факторного пространства
...
мограммами, построенными на основании экспериментов, реализованных в лабораторных условиях в области факторного пространства, максимально приближенной к конкретным промышленным условиям
...
По этим моделям строят номограммы для определения уровня стандартных механических свойств, задавая значения параметров внутри заданного интервала факторного пространства
...
Обобщая результаты анализа рассмотренных структур стали после ВТМО, можно с определенной точностью установить границы начала и окончания рекристаллизации в зависимости от температуры и продолжительности выдержек
...

Расчет и конструирование ультразвуковых сварочных машин. Обзор
Современные сварочные аппараты своими руками
Борирование промышленных сталей и чугунов: (Справ. пособие)
Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве
Сплавы для нагревателей
Упрочнение деталей машин электроосаждением железа
Спеціальні способи зварювання: Навчальний посібник

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве