Разработка состава и термической обработки высокопрочной бескобальтовой конструкционной стали мартенситного класса с комплексным карбидно-интерметаллидным упрочнением
Диссертация
Анализ комплекса свойств разработанной высокопрочной бескобальтовой конструкционной стали мартенситного класса в пределах изученных составов показал, что оптимальный её состав типа 25Н11Х5М2Ю отвечает: 0,2.0.25% С, Ю.11%№, 4.5,4%Сг, 1,5.2%Мо, 1.1,2%А1. На стали этого состава, после разработанного оптимального режима термической обработки — закалка при 1000° С, обработка холодом, отпуск при… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Литературный обзор
- 1. 1. Высокопрочные стали. Состав, структура и свойства
- 1. 2. Механизмы дисперсионного упрочнения сталей
- 1. 3. Пути достижения высокого уровня свойств мартенситностареющих сталей
- Глава 2. Материалы и методы исследования
- 2. 1. Выбор составов сталей для исследований
- 2. 2. Методы исследования
- 2. 2. 1. Физические методы исследования
- 2. 2. 2. Микроструктурные методы исследования
- 2. 2. 3. Определение механических свойств
- 2. 2. 4. Натурные испытания изделий
- 3. 1. Изучение процессов предварительной термической обработки
- 3. 2. Исследование процесса аустенитизации
- 4. 1. Общие положения
- 4. 2. Экспериментальное исследование процесса отпуска в изучаемых сталях системы легирования №-Сг-Мо-А
- 4. 3. Исследование процесса отпуска в сталях с комплексным карбидно-интерметаллидным упрочнением
- 4. 4. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей исследуемой системы после отпуска
- 4. 4. 1. Влияние концентрации алюминия на превращения
- 4. 4. 2. Влияние концентрации хрома на структурные превращения происходящие при отпуске и на уровень достигаемого упрочнения
- 4. 4. 3. Влияние концентрации молибдена на структурные превращения при отпуске закаленных сталей системы №-Сг-А1 и на уровень их механических свойств
- 5. 1. Изучение механических свойств сталей системы №-Сг-Мо-А1.с 0,2.0,3% углерода
- 5. 2. Изучение коррозионной стойкости сталей типа 25Н11Х5М2Ю
Список литературы
- Перкас М.Д. Структура и свойства высокопрочных сталей со стареющим мартенситом // МиТОМ. — 1970. — № 7. — С. 12−24.
- Перкас М.Д. Структура, свойства и области применения высокопрочных мартенситностареющих сталей.— М.: Машиностроение, 1986. — 70 с.
- Еднерал А.Ф., Жуков О. П., Перкас М. Д. Мартенситностареющие стали с прочностью более 200 кг/мм2 // МиТОМ. — 1971. —№ 4. — С. 9−14.
- Гольдштейн М.И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали.
- М.: Металлургия, 1985— 408 с.
- Перкас М.Д. Структура, свойства и области применения высокопрочных мартенситностареющих сталей // МиТОМ. — 1985. — № 5. — С. 23−33.
- Roberts М. Effect of transformation substructure on the strength and toughness of Fe-Mn alloys // Metal. Trans. — 1970. — V. 1, № 12,—P. 3287−3291.
- Norstrom L.A. On the yield strength of quencted low-carbon lath martensite /Scandinavian J. Metallurgy. — 1976. — V. 5, № 4. — P. 159−165.
- Krauss G., Marder A.R. The morfology of martensity in iron alloys //Metal. Trans. — 1971. —V. 2, № 9,—P. 2343−2357.
- Сравнение факторов упрочнения безуглеродистого мартенсита
- И.Н.Кидин, М. А. Штремель, Л. В. Карабасова, В. Н. Исакина // ФММ.1972, —Т. 33, вып. 1, —С. 208−211.
- Naylor J.P., Blondean R. The respective roles of the packet size and the lath wigth on toughness // Metal. Trans. — 1976. — V. 7, № 6. —P. 891−894.
- Перкас М.Д., Кардонский B.M. Высокопрочные мартенситностареющие стали. — М.: Металлургия, 1970. — 223 с.
- Kawabe Y., Muneki S., Takanashi J. Effect of prior austenite grain size on strength and toughness of an ultrahigh strength maraging steels // J. Iron and Steel Inst. Jap.— 1981, — V. 67, № 9. — P. 1551−1556.
- Strengthening and tougthening of 280 kg/mm2 grade maraging steel through thermomechanical treatment / Y. Kawabe, S. Muneki, K. Nakazawa, H. Yaji 'Trans. Iron and Steel Inst. Jap. — 1979. — V. 19, № 5. — P. 283−291.
- Kawabe Y., Muneki S., Nakazawa K. Relation of processing variables in thermomecanical treatment to strength, ductility and toughness of 280 kg/mm2 grade maraging steel // Trans. Iron and Steel Inst. Jap. — 1980. — V. 20, № 10 — P. 682−689.
- Kawabe Y., Muneki S., Takanashi J. Grain size dependens of fracture toughness in an ultrahigh strength maraging steel // J. Iron and Steel Inst. Jap. — 1983. — V. 69, № 1, —P. 145−152.
- Романив O.H. Вязкость разрушения конструкционных сталей. — М.: Металлургия, 1979. — 176 с.
- Effect of grain size on fracture toughness of high hardness steels
- K. Yoshikawa, T. Mizoguchi, S. Ohta, E. Sato// J. Soc. Mater. Science Jap.1982. — V. 31, № 342, —P. 265−270.
- Перкас М.Д. Исследование структуры и свойств а-фазы сплавов на Fe-Ni основе//ФММ. — 1963. — Т. 15, № 4, —С. 554−564.
- Floreen S. Hardening Behavior of Ternary Alloys Based of 18% Nickel // Trans. ASM. — 1964. — V. 57. — P. 38−47.
- Еднерал А.Ф., Жуков О. П., Перкас М. Д. Влияние кобальта на упрочнение мартенсита при старении // ФММ. — 1973. — Т. 36, № 3.— С. 569−573.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д. Влияние кобальта на упрочнение мартенситно-стареющих сталей // ФММ. — 1968. — Т. 26, № 5. — С. 836−845.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д. Образование метастабильной a-фазы при старении Fe-Со-Мо-сплава // ФММ. — 1972. — Т. 33, № 2. — С. 315−322.
- Исследование старения мартенсита Fe-Ni-Si-сплавов и влияние кобальта на этот процесс / Р. Д. Зайцева, H.A. Захарова, М. Д. Перкас и др. // ФММ. — 1983, —Т. 55, № 1, — С. 131−138.
- Еднерал А.Ф., Жуков О. П., Перкас М. Д. Изучение влияния кобальта на растворимость молибдена в железоникелевом мартенсите // ДАН СССР. — 1969. — № 4. — С. 828−830.
- Перкас М.Д. Структура и свойства высокопрочных мартенситно-стареющих сталей. — М.: Машиностроение, 1974. — 50с.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д., Русаненко В. В. Старение мартенсита сплавов Fe-Ni-Nb, Fe-Ni-Co-Nb // Металлофизика. — 1980. — Т. 2, № 6. — С. 129−133.
- Винтайкин Е.З., Колонцов В. Ю. Расслоение в некоторых сплавах на железоникелевой основе // Проблемы металловедения и физики металлов. — 1972,—№ 1,—С. 69−75.
- Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. — М.: Мир, 1972.408 с.
- Fleischer R. Substitutional solution hardening // Acta Metal. — 1963. —V. 11, N3, —P. 203−210.
- Келли А., Николсон P. Дисперсионное твердение. — M.: Металлургия, 1966, — 300с.
- Рябко П.В., Рябошапка К. П. Теории предела текучести гетерофазных систем с когерентными деформациями // Металлофизика. — 1970. — Вып. 31, — С. 5−32.
- Рябко П.В., Рябошапка К. П. Теории предела текучести гетерофазных систем с упорядоченными выделениями // Металлофизика. — 1972. —Вып. 42,—С. 3−18.
- Ceroid V., Haberkorn Н. Plastisitat von aluminium-zink legiorungen // Phys. Stat. Sol. — 1966. —V. 16, № 1. — P. 153−180.
- Nicholson R. Strengthening of steels by second-phase particles // Effect second phase particles on the mechanical properties steel: Proc. conf.1.ndon, 1971, —P. 1−8.
- Кардонский B.M., Ройтбурд A.JI. Дисперсионное твердение высокопрочных мартенситностареющих сталей // ФММ. — 1973.— Т. 35, вып. 2, — С. 438−440.
- Гольдштейн М.И. О дисперсионном упрочнении ванадийсодержащей аустенитной стали.//ФММ. — 1976. — Т. 41, вып. 1—С. 165−172.
- Fisher J., Hart Е., Pry R. Mechanical properties steels containing second phase particles// Acta Metal.— 1953. — V. 1,№ 4. — P. 366−373.
- Hart E. Theory of dispersion hardening in metals // Acta Metal. — 1972.1. V. 20, № 2, —P. 275−289.
- Хоникомб P. Пластическая деформация металлов. — M.: МИР, 1972.408 с.
- Эшби И.Ф. Физика прочности и пластичности. — М.: Металлургия, 1972.208 с.
- Кокс Ю.Ф. Статистическая теория упрочнения сплавов // Физика прочности и пластичности.—М.: Металлургия, 1972.— С. 117−132.
- Batte A., Honeycombe R. Strengthening of ferrite by vanadium carbide precipitation // Met. Sci. — 1973. — № 7. —P. 160−168.
- Кан P.У., Хаазен П. Физическое металловедение. —М.: Металлургия, 1987, — 640 с.
- Лахтин Ю.М., Монтьева В. П. Материаловедение. —М.: Машиностроение, 1970, — 494 с.
- Зайцева Р.Д., Перкас М. Д. Факторы, влияющие на пластичность и вязкость мартенситностареющих сталейь // МиТОМ. —1975. — № 9.1. С. 2−11.
- Soeno К. Effect of heat treatment on strain rate sensitivity in tensile properties of 13Ni-15Co-10Mo-0,2Ti maraging steel // Trans. Iron and Steel Inst. Jap. — 1981 — V. 21, № 7. —P. 469−476.
- Soeno K., Kuroda Т., Taguchi K. Effect of hean treatment on strain rate sensitivies in tensile properties of 245 kg/mm grade and 210 kg/mm2 grademaraging steels // Trans. Iron and Steel Inst. Jap. — 1979. — V. 19, № 8. p. 484−489.
- Soeno K., Tsuchiya M. Effect of aging condition on tensile properties of iron-nickel-titanum maraging steel // Trans. Iron and Steel Inst. Jap. — 1982.1. V. 22, № 11.—P. 848−853.
- Soeno K., Taguchi K. Effect of test temperature and strain rate on distilities of 17,5Ni-12,8Co-4Mo-l, 7Ti and 13Ni-15Co-10Mo-0,2Ti maraging steels // Trans. Iron and Steel Inst. Jap. —1981, —V. 21, № 9, —P. 618−624.
- Soeno K., Tsuchiya M. Effect of aging condition on mechanical properties of Fe-Ni-l, 8Ti maraging steels// J. Iron and Steel Inst. Jap. — 1982.—V. 68, № 2.1. P. 309−314.
- Влияние титана на склонность к задержанному разрушению мартенситстареющей стали / Г. А. Филиппов, В. И. Саррак, М. Д. Перкас, В.Ф. Мотренко//ФММ. — 1982, —Т. 54, вып. 1— С. 163−168.
- Алексеева Л.Е., Перкас М. Д., Саррак В. И. Исследование влияния внутренних напряжений на развитие задержанного разрушения мартенситстареющих сталей // ДАН СССР.— 1982. — Т. 266, № 5. — С. 1128−1131.
- Кардонский В.М., Ройтбурд А. Л. Дисперсионное твердение высокопрочных мартенситостареющих сталей // ФММ. — 1973. — Т. 55, вып. 2, —С. 438−440.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д. О роли кобальта в упрочнении при нагреве железоникелевых мартенситностареющих сплавов // ФММ.1968. — Т. 26, вып. 5. — С. 836−845.
- Фазовый состав мартенситностареющих сталей. / Н. Ф. Лашко, JI.H. Беляков, JI.B. Заславская, Л. И. Поляничева // МиТОМ. — 1969. — № 10.1. С. 26−30.
- Suzuki Т. Precipitation hardening in maraging steels -on the martensitic ternary iron alloys//Trans. Iron and Steel Inst. Jap. — 1974. — V. 14, № 2.—P. 67−81.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д. Структурные изменения при старении мартенсита Fe-Ni-Mo сплавва // ФММ. — 1969. — Т. 26, вып. 5. — С. 862 871.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д. Образование метастабильной упорядоченной фазы при старении мартенсита сплава железо-никель-кобальт-молибден /ФММ. — 1972. — Т. 33, вып. 2. — С. 315−325.
- Marcus Н6 Schwartz L.H., Fine М.Е. A study of precipitaion in stainless and maraging steels using the mossbauer effect // Trans. Amer. Soc. Metals.1966, —V. 59,—P. 468−478.
- Изучение влияния кобальта на перераспределение атомов легирующих элементов в сплавах на основе железа методом Я.Г.Р. / П. Л. Грузин, Ю. Л. Родионов, B.C. Мкртчян, Ю. А. Ли // ДАН СССР. — 1972. — Т. 204, № 2. —С. 328−331.
- Okada Y. Identification of the precipitates in maraging steels with various alloing elements // J. Iron and Steel Inst. Jap. — 1982. — V. 68, № 12. — P. 1501.
- Okada Y., Endo J., Nakayama T. Identification of precipitates in maraging steels by non-aques electrolite extraction method // J. Iron and Steel Inst. Jap. — 1983, —V. 69, № 6,—P. 703−710.
- Shimizu K., Okamoto H. Transmission electron microscopy study of strengthening precipitates in 18% Ni maraging steel // Trans. Jap. Inst. Metals. —1971, — V. 12, № 2. — P. 273−279.
- Bandi W.R., Lutz J.L., Melnick L.M. The extraction, identification and quantative determination of second phase compounds in aged 18% nickel maraging steels // J. Iron and Steel Inst. — 1969. — V. 207, № 3. — P. 348−352.
- Baker A.J., Swann P.R. The hardening mechanism in maraing steels // Trans. Amer. Soc. Metals. — 1964. — V. 57 —P. 1008−1011.
- Металловедение и термическая обработка стали: Справочник
- Под ред. М. Л. Бернштейна, А. Г. Рахштадта. —4-е изд., испр. и доп.— M. :Металлургия, 1991. — 310с.
- Мартенситностареющие стали с высокой прочностью и пластичностью. /A.C. Тарантова, JIM. Певзнер, B.C. Ломберг и др. //МиТОМ, — 1970, — № 8, — С. 70−75.
- Mihalisin J.R., Bieber С.G. Theoretical stregh with iron-nickel maraging steels// J. of Metals. — 1966, — № 9, — P. 1033−1036.
- Ogawa K., Fukamachi M., Kawabe Y. Transmission electron microscopy studies of 3,5 GPa grade 10Ni-18Co-14Mo maraging steel // J. Jap. Inst. Metals. — 1983, —V. 47, № 10, —P. 863−867.
- Кардонский В.M. О начальных стадиях распада мартенситностареющих сталей // ФММ. — 1973. — Т. 36, вып. 6, —С. 1271−1277.
- Влияние кобальта на старение Fe-Ni-Co сплавов/ М. Д. Перкас, П. Л. Грузин, А. Ф. Еднерал. и др. //МиТОМ — 1972, — № Ю, —С. 2−10.
- Speich G.R. Age-hardening of Fe-20 pet Ni martensites // Trans. AIME.1963, — V.227,№ 12, —P. 1426−1432.
- Еднерал А.Ф., Перкас М. Д. Изучение кинетики старения мартенсита сплавов Fe-Mo // ФММ. — 1970. — Т. 30, вып. 2, —С. 418−425.
- Каблуковская М.А., Могутнов Б. М. О роли упорядочения в процессах старения мартенсита сплавов Fe-Co-Mo // ДАН СССР. — 1975. — Т. 220, № 1— С. 71−73.
- Каблуковская М.А., Могутнов Б. М. Влияние кобальта на механизм старения мартенситностареющих сталей // ФММ. — 1973. — Т. 35, вып. 4.1. С. 791−795.
- Перераспределение легирующих элементов при возврате в мартенситностареющих сплавах Fe-Ni-Mo и Fe-Ni-Co-Mo / П. Л. Грузин, Ю. Л. Родионов, Ю. А. Лии др.//ФММ, —1973,—Т. 36, вып. 2. — С. 423−427.
- Могутнов Б.М. Ближний порядок в мартенситностареющих сплавах и его влияние на выделение интерметаллических соединений // ФММ.1974, —Т. 38, вып. 2, —С. 260−266.
- Еднерал А.Ф., Жуков О. П., Каблуковская М. А. Исследование процесса упорядочения в сплавах железо-никель-кобальт с мартенситной структурой /ФММ, —1973, —Т. 36, вып. 4, — С. 727−734.
- Soene K., Chigasaki M., Tsuchiya M. Precipitation process in 13Ni-15Co-lOMo (400 ksi-grade) maraging steel // J. Iron and Steel Inst. Jap. — 1977.1. V. 63, № 3. —P. 505−512.
- SoenoK., Tsuchiya M. Precipitation in 14Ni-5−15Co-5Mo and 14Ni-5−7,5Co-7−10Mo maraging steels // J. Jap. Inst. Metals. — 1977. —V. 41, № 8. — P. 756 760.
- Soeno K., Tsuchiya M. Precipitation in maraging steels containing 10−18Ni-10Co-5Mo // J. Jap. Inst. Metals. — 1978. — V. 42, № 7. — P. 647−650.
- Еднерал А.Ф., Кардонский B.M., Перкас М. Д. Структурные изменения при старении Fe-Ni-Ti сплава // ФММ. — 1967. — Т. 24, вып. 4. — С. 669 676.
- Братилов В.П., Кардонский В. М. Старение аустенита и мартенсита легированных железоникелевых сплавов // ФММ. — 1969. — Т. 28, вып. 3.1. С. 460−465.
- Roberson J.A., Adair A.M. The effect of prior deformation on the strengthening processes in maraging steel// Trans. AIME.— 1969.— V. 245, № 9, — P. 1937−1941.
- Влияние высокотемпературной деформации на структуру и свойства мартенситностареющих железо-никелевых сплавов с различным типом упрочняющих фаз. / В. Г. Пушин, М. А. Смирнов, Н. Т. Карева и др. //ФММ, — 1983, —Т. 55, вып. 5, —С. 1016−1025.
- Peters D.T., Cupp C.R. The kinotics of aging reactions in 18 pet Ni maraging steels // Trans. AIME. — 1966, — V. 236, № 10.—P. 1420−1429.
- Detert K. Investigation of transformation and precipitation in 15% Ni maraging steel // Trans. Amer. Soc. Metals. — 1966. — V. 59. —P. 262−276.-166 104. Беляков А. Н. Тепловая хрупкость мартенситностареющих сталей //МиТОМ, —1970,—№ 7. —С. 6−10.
- Термическая обработка крупных штамповок и прутков из стали 00Н18К9М5Т/ O.K. Ревякина, JI.H. Беляков, В. Л. Никольская и др. //МиТОМ, —1971,—№ 4, —С. 18−21.
- Маричев Ю.А., Гончаров А. Ф., Прохоров П. А. Охрупчивание стали Н18К8МЗТЮ после замедленного охлаждения от высоких температур. //МиТОМ, —1972,—№ Ю, —С. 29−31.
- Rack H.J., Kalish D. Austenite grain growth in 18 Ni (350) maraging steel 'Metal. Trans. — 1972. — V. 3, № 4. — P. 549−554.
- Jonson W.C., Stein D.P. A study of grain boundary segregants in thermally embrittled maraging steel // Metal. Trans. — 1974, — V. 5, № 3.1. P. 549−554.
- Nes E., Thomas G. Precipitation of TIC in thermally embrittled A maraging steels // Metal. Trans. — 1976. — V. 7, № 7. — P. 967−975.
- Boniszevski Т., Boniszevski E. Inclusions in 18% Ni-Co-Mo maraging steel // J. Iron and Steel Inst. — 1966. — V. 204, № 4. — P.360−365.
- Gunvant N.M., Hugston M.J. Microstructure of thermally embrittled in 18 Ni (250 ksi) marage steel // Metallography. — 1974. — V. 7, № 6. — P. 505 511.
- Baker T.J. Non-metallic inclusions in maraging steel // J. Iron and Steel Inst.1972. — V. 210, № 10. — P.793−795.
- Hosomi K., Ashida Y., Hato H. Precipitation of intermetallic compounds in austenite and its effects on toughness of asquenched martensite in 13% Ni maraging steel // J. Iron and Steel Inst. Jap. — 1978. — V. 64, № 1, — P. 95−104.
- Mimeki S., Kawabe Y. Strength and toughness of thermomechanically treated 350 kgf/mm2 grade 10Ni-18Co-14Mo maraging steel // J. Iron and Steel Inst. Jap.— 1980, —V. 66, № 8,—P. 1177−1186.
- КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ<1. На Л/
- Директору НИИ КМТП МГТУ мм. Н. З. Баумане тов.ТрегубоБ.у Г. П.
- Зам. главного конструктораи
- НИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
- МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. Э. БАУМАНА
- НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ/ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
- Ш, 107 005, 2-я БАУМАНСКАЯ, 5 ТЕЛЕКС: 417 661, ДЛЯ ТЕЛЕГРАММ- МОСКВА ГРАЧ ТЕЛЕФОН: 2Б7−71−30- 263−64−441. На М1. ПО ВОПРОСУл1. ЗАВЕДУЮЩЕМУ КАФЕДРОЙ МТ-В1. Прусак о ву Б. А.1. СЛУЖЕБНАЯ ЗАПИСКА
- Сообщаем, что сотрудниками Вашей каФедры подана заявка н< изобретение «Стареющая сталь» и получено положительное решение I 93−57 210/02 от 27.12.93 г.
- Заявитель: НИИКМТП 1ЧГТУ им. И. 3. Баумана.
- Азторы: — Андреев П. П., Рахштадт А. Г., Перкас М. М., Попова Е. Е. Положительноа решение получено в июне 1995 года.1. ДИРЕКТОР1. САФОНОВ А.Н.ительтел.