Исследование кинетики, механизма формирования структуры и свойств зернистого бейнита в сварных соединениях и разработка технологии стыковой сварки сопротивлением круглозвенных цепей из стали 24Х2НАч
Диссертация
На участке полной перекристаллизации в случае образования аустенита с размером зерна не более 6-го балла (по ГОСТ 5639–82), при соответствующих термокинетических условиях, его распад происходит с образованием структуры зернистого бейнита. На участке перегрева при размере действительного зерна аустенита не менее 3.4-го балла происходит изменение механизма распада аустенита, и формирование… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О КИНЕТИКЕ, МЕХАНИЗМЕ ФОРМИРОВАНИЯ, КТУРЕ И СВОЙСТВАХ ЗЕРНИСТОГО БЕЙНИТА В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 2. 1. Выбор материала
- 2. 2. Изготовление образцов и определение механических свойств
- 2. 3. Металлографический и рентгеноструктурный анализ
- 2. 4. Термокинетический анализ фазовых превращений
- 2. 5. Расчет термического цикла сварки
- 2. 6. Планирование эксперимента и статистическая обработка результатов измерений
- 3. СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ЗЕРНИСТОГО БЕЙНИТА В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕРМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ СВАРКИ
- 3. 1. Скоростной диапазон формирования структуры зернистого бейнита при распаде аустенита в низколегированных сталях для сварных конструкций
- 3. 2. Общая и тонкая структуры зернистого бейнита, полученного при непрерывном охлаждении
- 3. 3. Кинетика образования зернистого бейнита в условиях непрерывного охлаждения
- 3. 4. Расчетное и экспериментальное определение скоростного диапазона образования зернистого бейнита в сварных соединениях стали 24Х2НАч в зависимости от термических циклов сварки
- 3. 5. Выводы по главе 3
- 4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ АУСТЕНИЗАЦИИ И ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРОЕНИЕ БЕЙНИТА ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, ПОЛУЧЕННОГО В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
- 4. 1. Установка для имитации участков перекристаллизации и перегрева зоны термического влияния
- 4. 2. Исследование имитированного участка полной перекристаллизации околошовной зоны основного металла
- 4. 3. Исследование имитированного участка перегрева зоны термического влияния
- 4. 4. Исследование влияния размера действительного аустенитного зерна на структурный состав участка перегрева зоны термического влияния
- 4. 5. Влияние пластической деформации аустенита на образование зернистого бейнита
- 4. 5. 1. Организация эксперимента по исследованию влияния пластической деформации
- 4. 5. 2. Исследование влияния степени пластической деформации аустенита на образование зернистого бейнита
- 4. 6. Механизм формирования зернистого бейнита
- 4. 7. Выводы по главе 4
- 5. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СО
- СТРУКТУРОЙ ЗЕРНИСТОГО БЕЙНИТА И ПРОДУКТАМИ ЕГО РАСПАДА ПРИ ОТПУСКЕ
- 5. 1. Имитация термических циклов сварки
- 5. 2. Испытание на статическое растяжение
- 5. 3. Исследование ударной вязкости основных участков зоны термического влияния
- 5. 4. Исследование хладостойкости основных участков зоны термического влияния
- 5. 5. Исследование физико-механических свойств структур имитированной зоны термического влияния после проведения отпуска
- 5. 5. 1. Испытание на статическое растяжение участка полной перекристаллизации зоны термического влияния после проведения отпуска
- 5. 5. 2. Исследование ударной вязкости участка полной перекристаллизации зоны термического влияния после проведения отпуска
- 5. 6. Выводы по главе 5
- 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУГЛОЗВЕННЫХ ЦЕПЕЙ ИЗ СТАЛИ 24X2НАЧ СО СТРУКТУРОЙ ЗЕРНИСТОГО БЕЙНИТА СТЫКОВОЙ СВАРКОЙ СОПРОТИВЛЕНИЕМ. 1?
- 6. 1. Материалы и технология изготовления грузовых круглозвенных цепей
- 6. 2. Отработка технологии получения структуры зернистого бейнита в металлопрокате из стали 24Х2НАч
- 6-.3. Отработка технологии изготовления круглозвенных грузовых цепей из стали 24Х2НАч со структурой зернистого бейнита
- 6. 3. 1. Исследование возможности формирования контура звена цепи холодной пластической деформацией стали 24Х2НАч со структурой зернистого бейнита
- 6. 3. 2. Расчет параметров режима стыковой сварки сопротивлением
- 6. 3. 3. Разработка параметров режима стыковой сварки сопротивлением звеньев цепей из стали 24Х2НАч на основе математического планирования
- 6. 3. 4. Определение режимов отпуска сварных соединений круглозвенных цепей со структурой зернистого бейнита
- 6. 4. Исследование свойств опытной партии круглозвенных цепей со структурой зернистого бейнита
- 6. 5. Технико-экономическое обоснование целесообразности изготовления круглозвенных цепей из стали 24Х2НАч
- 6. 6. Выводы по главе 6
Список литературы
- Автоматические потенциометры типа КСП-4, миллиамперметры типа КСУ 4 и уравновешивающие мосты переменного тока типа КСМ 4: Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3.9026−171, — М.: ГОСИНТИ, 1972, — 118 с.
- Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента,— М.: Металлургия, 1969.-157 с.
- Адлер Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971, — 279с.
- Баранова Л.В., Демина Э. Л. Металлографическое травление металлов и сплавов: Справ, изд.- М.: Металлургия, 1986, — 256 с.
- Бернштейн М.Л. Прочность стали,— М.: Металлургия, 1974, — 199 с.
- Блантер М.Е. Теория термической обработки: Учебник для вузов.-М.: Металлургия, 1984, — 328 с.
- Блантер М.Е. Фазовые превращения при термической обработке.-М.: Металлургиздат, 1962.-268 с.
- Братухин А.Г., Масленков С. Б., Логунов A.B. Структура сварных соединений Fe-Ni-Cr сталей //МиТОМ. 1993, — № 12. — С. 21−24.
- Бронфин Б.М., Пышминцев И. Ю., Калымов В.И.Фазовые превращения и структура высокопрочных низкоуглеродистых сталей // МиТОМ.-1993, — № 4,-С. 2−5.
- Взаимосвязь холодных трещин со структурой высокопрочных швов / Макара А. М., Грабин В. Ф., Денисенко A.B. и др.// Автомат, сварка.-1972,-№ 7,-С. 1−5.
- Влияние термического цикла сварки и термообработки на структуру и свойства металла ЗТВ сварных соединений из улучшенной стали 09Г2СБФ / Акритов A.C., Колечко A.A., Шоршоров М. Х., Белов В. В. // Сва-роч. пр-во, — 1989, — № 11.- С. 8−10.
- Влияние термического цикла сварки на превращение аустенита в околошовной зоне соединения стали 16Г2АФ / Малевский Ю. Б., Васильев В. Г., Довженко В. А. и др.//Автомат, сварка,-1977, — № 1, — С. 6−9.
- Геллер Ю.А., Рахштадт А. Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1983. -384 с.
- Гладштейн Л.И., Литвиненко Д. А. Высокопрочная строительная сталь,— М.: Металлургия, 1972, 240 с.
- Гольдштейн М.И., Грачев C.B., Векслер Ю. Г. Специальные стали.- М.: Металлургия, 1985.-407 с.
- Гордеева Т.А. Фрактография. // Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Т.1.: Физические методы исследования металлов, — М. Машиностроение, 1971, — С. 202 231.
- Горелик С.С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электроннооптический анализ металлов,— М.: Металлургия, 1970.368 с.
- Грабин В.Ф. Металловедение сварки плавлением, — Киев :Наук. думка, 1982, — 416 с.
- Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов.- М.: Пищевая промышленность, 1979, — 200 с.
- Гривняк И. Свариваемость сталей.: Пер со словацкого Л. С. Гончаренко / Под ред. Э. Л. Макарова. М.: Машиностроение, 1984.216 с.:ил.
- Гузовская М.П., Гуляев А. П. // Изв. АН СССР Металлы, — 1963.-№ 1, — С. 112−115.
- Гуляев А.П. Металловедение. 6-е изд., перераб. и доп.- М.: Металлургия, 1986, — 542 с.
- Гуляев А.П. Разложение ударной вязкости на ее составляющие по данным испытания образцов с разными надрезом // Заводская лаборатория." 1967, — № 4, — С. 473−475.
- Гуляев А.П. Термическая обработка стали,— М.: Машгиз, 1960,496 с.
- Гуляев А.П. Ударная вязкость и хладноломкость конструкционной стали,— М.: Машиностроение, 1969, — 69 е.: ил.
- Давиденков H.H. Проблема удара в металловедении,— М.: Изд-во АН СССР, 1938, — 258 с.: ил.
- Дмитрик В.В., Ильенко H.A., Кириченко Е. П. Повышение механических свойств металла участка неполной перекристаллизации. II Свароч. пр-во,-1991, — № 1, — С. 11−12.
- Ефименко Л.А., Коновалова О. В. Влияние исходного структурного состояния металла на сопротивление сварных соединений хрупкому разрушению // Свароч. пр-во, — 1992, — № 8, — С. 9−12.
- Иавщенко Г. А., Аснис А. Е., Маркашова Л. И. Влияние термического цикла на структуру зоны термического влияния стали 15Г2АФ с низким содержанием кремния // Автомат, сварка, — 1982.- № 7, — С. 22−25.
- Кабанов Н.С., Слепак Э. Ш. Технология стыковой контактной сварки. М.: Машиностроение, 1970, — 264 с.
- Кинетика превращения аустенита экономолегированного металла швов с пределом текучести 600.800 МПа / Миходуй Л. И., Васильев В. Г., Корниенко Т. А, и др. // Автомат, сварка, — 1996, — № 11, — С. 3−10.
- Коваленко В.С. Металлографические реактивы. Справочник. -М.: Металлургия, 1981, — 102 с.
- Конструкционные стали: (Справочные данные) /Сост. А.М. Ким-Хенкина // МиТОМ,-1981.- № 1.- С. 31−34.
- Конструкционные стали: (Справочные данные) /Сост. А.М. Ким-Хенкина // МиТОМ.-1981.- № 2, — С. 31 -33.
- Кочановский Н.Я. Машины для контактной электросварки. Л.: Госэнергоиздат, 1964, — 408 с.
- Кочергин К.А. Контактная сварка.- Л. Машиностроение, 1987.-240с. :ил.
- Кремнев Л.С., Свищенко В. В., Чепрасов Д. П. Скоростной диапазон образования зернистого бейнита при распаде аустенита стали 20Х2НАЧ // МиТОМ, — 1998, — № 5, — С. 17−19.
- Кремнев Л.С., Свищенко В. В., Чепрасов Д. П. Строение и механизм формирования зернистого бейнита в стали 20Х2НАч // МиТОМ.-1997,-№ 9.-С. 6−9.
- Курдюмов Г. В., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали,— М.: Наука, 1977, — 283 с.
- Кучук-Яценко С.И., Сергеева Л. С. Повышение точности соединений одностыковых звеньев цепей, полученных контактной сваркой // Автомат. сварка, — 1981.- № 5, — С. 30−33.
- Ланда В.А. Определение остаточного аустенита в сталях методом рентгеноструктурного анализа // Заводская лаборатория, — 1956, — № 1,-С. 83−87.
- Лебедев Д. Б. Бейнйтно-мартенситные структуры в металле низколегированных швов // Свароч. пр-во,-1974, — № 10, — С. 16−17.
- Лившиц Б.Г., Крепошин B.C., Липецкий Я. Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980, — 320 с.
- Лившиц Б.Г. Металлография. М.: Металлургия, 1990, — 336с.
- Лившиц Л.С., Хакимов А. Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1989. — 336 с.
- Макаров Э.Л., Глазунов С. Н. Экспериментально- расчетная методика определения структуры в околошовной зоне легированных сталей. // Свароч. пр-во,-1986, — № 8, — С. 34−36.
- Маликов Л.С., Харламова Е. Я. Развитие мартенситных превращений при деформации в Fe-Mn сталях различного состава // МиТОМ. -1988.- № 9, — С. 11−14.
- Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд.- 3-е изд., перераб и доп.: В 3-х т. Т. I.: Методы испытаний и исследования /Под ред. Бернштейна М. Л., Рахштадта А.Г.- М.: Металлургия, 1983. -352с.
- Металлография железа. Т. I.: Основы металлографии (с атласом микрофотографий)/ Пер. с англ. под общ. ред. Ф. Н. Тавадзе, — М.: Металлургия, 1972.-240 с.
- Миркин Л. И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов: Справочник.-М.: Машиностроение, 1979, — 134 е.: ил.
- Мирзаев Д.А., Счастливцев В. М. Новая концепция мартенситно-го и бейнитного превращения в сталях // Вопросы металловед, и терм, обраб. мет. и сплавов./ Челяб. гос. техн. ун-т, — Челябинск, 1993, — С. 3−16:
- Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов,— М.: Наука, 1965, — 340 с.
- Недорезов В.Е. Электросварочные машины.-Л.Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1977, — 312 с. с ил.
- Николаев E.H., Кортин И. М. Термическая обработка металлов токами высокой частоты,— М.: Высшая школа, 1977, — 213 с.
- Новиков И.И. Теория термической обработки металлов : Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986, — 480 с.
- Пикеринг Ф. Физическое металловедение и разработка сталей.-М.: Металлургия, 1982, — 181 с.
- Попов A.A. Попова Л. Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита: Справочник термиста.-М.: Металлургия, 1965, — 495 с.
- Портевен А. Введение в изучение термической обработки металлов,— М.: ГОНТИ, 1939, — 155 с.
- Прикладные вопросы вязкости разрушения /Под ред. Дроздов-ского Б. А, — М.:Мир, 1968, — 552 с.
- Решетов Д.Н. Детали машин, — 4-е изд., перераб. и доп,-М.Машиностроение, 1989, — 496 с.
- Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке,— М.: Машгиз, 1951.-296 с.
- Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятности и математической статистики. М.: Наука, 1969. — 511 с.
- Смольников Е.А. Как рассчитать время нагрева при закалке // МиТОМ, — 1970, — № 12, — С. 53 65.
- Структурные превращения в высокопрочной стали 12Х2Н4МД под воздействием термического цикла ЭШС / Загородников В. И., Васильев
- B.Г., Новикова Д. П., Корниенко Т. А. // Автомат, сварка, — 1992 .- № 1 .- С. 13−16.
- Суслова Е.А., Зубченко A.C., Игнатов В. А. Структура и свойства металла ОШЗ сварных соединений сталей 15Х2МФА и 15Х2НМФА и изменение их в процессе повторного нагрева // Свароч. пр-во.- 1987.- № 10,1. C.8−11.
- Тамура X., Ямадзаки Я., Коно К. Сварка сталей, используемых при низких температурах: Пер. с яп, — М.: Машиностроение, 1978, — 158 с.
- Теплухин Г. Н. Условия, механизм образования и морфология бейнитных структур // Изв. РАН Металлы.-1994, — № 6, — С. 98−104.
- Технология и оборудование контактной сварки: Учебник для машиностроительных вузов/ Б. Д. Орлов, A.A. Чакалев, Ю. В. Дмитриев и др.- Под общ. ред. Б. Д. Орлова. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.-352 е., ил.
- Технология электрической сварки плавлением / Под ред. Б. Е. Патона, — М. Машиностроение, 1974, — 767 с.
- Тонкая структура участка перегрева зоны термического влияния сварных соединений стали 16Г2АФ / Довженко В. А., Васильев В. Г., Малев-ский Ю.Б. и др. //Автомат, сварка, — 1981, — № 2, — С. 38−40.
- Федосеев Б.А., Губанов A.C., Крошкин В. А. Выбор параметров термического цикла сварки стали 09Г2С с сопутствующим индукционным нагревом // Свароч. пр-во, — 1975, — № 7, — С. 17 20.
- Хакимов А.Н. Методика определения допустимых термических циклов сварки на основе результатов исследования кинетики фазовых превращений аустенита // Свароч. пр-во 1983, — № 5, — С. 1−3.
- Чепрасов Д.П. Некоторые положения разработки высокопрочных сталей с улучшенной обрабатываемостью при чистовой вырубке И Вестник машиностроения.- 1986, — № 9, — С. 53−56.
- Чепрасов Д.П., Свищенко В. В. Условия формирования структуры зернистого бейнита при сварке стали 24Х2НАч // Свар, пр-во.- 1996,-№ 11, — С. 27−30.
- Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве,— М.: Машиностроение, 1972, — 287 с.
- Штейнберг С.С. Избранные статьи,— М.: Машгиз, 1950, — 255 с.
- Электронно-микроскопическая фрактография, — М.: Металлургия, 1973.-44 с.
- Энтин Р.И. Превращение аустенита в стали,— М.: Металлургиз-дат, 1960. -252 с.
- Эстрин Э.И. Мартенситные превращения в металлах и сплавах // Сталь,-1994, — № 9, — С. 50−56.
- Влияние микроструктуры на механические свойства бейнитной стали. Usuki Hideki, Namiki Kinio, likubo Tomohito // Дэнки сэйко = Elec. Furance Steel.-1988, — 59, № 1, — С. 15−26.-Англ.
- Влияние микроструктуры на свойства зоны перегрева сварочных соединений из сталей типов Т-1, Ste 690 и Wel-ten 80с. / Zhang С., Zhou С., Cai Н. // Hanjie xuebao = Trans. China Weld. Inst. 1992.-13, № 1, — P. 13−20,-Англ.
- Зернистая структура в зоне термического влияния стали 12Ni3MoV. Chen Zigang, Luo Yu, Chen Zhongxiao, Wu Guanglin.// Ханьцзэ сюэбао = Traus. China Weld. Inst.- 1988, — 9, № 1, — С. 17−22.-Англ.
- Механизм упрочнения и повышения вязкости в зернистом бей-ните и зернистой (ферритной) структуре. Zhang Mingxing, Kang Mokuang // Gang tie= Iron and Steel .-1993 .-28, № 9 .-P. 51−55.-Англ.
- Термомеханическая обработка высокопрочных листовых сталей. Kunishige Kazutoshi, Hayashi Yutaka // Сумитомо киндзоку = Sumitomo metals .-1989 .-41, № 2 .-P. 225−234.-Англ.
- Характеристики трещиностойкости зоны термического влияния стали 12Ni3CrMoV. Zhou Haosen, Zhang Jianxun Liu Quanchu // Шанхай цзяотун дасюэ сюэбао= J. Shanghai Jiaotong Univ.- 1986, — 20, № 5, — P. 11−20.-Англ.
- A statistic model of cleavage fracture in the granular bainite in welded zones Xu X.X., Cai G.G., Su Y., Hou С. X., Ma W.D. Pap. IIW Annu. Meet., Vienna, July, 1988//Beijing: Dep. Mech. Eng, 1988 .- P. 9.-Англ.
- Balaguer J.P., Nipes E.F. Development of ultra-low carbon bainitic steels with iow haz hardness // Abstr. Pap. present. 70th AWS Annu. Meet., Washington. D.C., Apr. 2−7, 1989 .-Miami (Fla), 1989 .-P. 28−30.-Англ.
- Bejarsri Z., Bold T. Acta metallurgy.- 1977, — v. 22, — P. 1223−1234,1. Англ.
- Davenport E.S. and Bain E.C. «Trans. AIME», 1930.- v 90, — № 1, — P. 117−154.-Англ.
- Formation of nodular bainite in Fe-C-Mo-alloys / Reynolds W.T.Jr, Shui F.Z.Li, C.K., Shiflet G.J., Aaronson H.I. // Phase Transform.'87: Proc. Conf. Metal Sci. Comm. Inst. Metals, Cambridge, 6−10 July, 1987 .-London, 1988 .- P. 330−333.-Англ.
- Joarder Asok, Sarma Parbha Subrahmanya Bainite morfologies in a 0.2 С -1.5 Mn steel // Steel Res. -1992, — 63, № 1, — P. 33−38.-Англ.
- Kluch R.L. Bainite in chromium-molybdenum steels // Proc. Int. Conf. Martensit. Trasform. (ICOMAT-86), Nara, Aug. 26−30, 1986, — Sendai, 1987,-P.601−606.-Англ.
- Smith N.J., Gianetto J.A. Microstructure and mechanical properties of submerged-arc welds deposited in HY 100 steel // CIM Bull .-1989 .-82, № 926,-P. 100.-Англ.170
- Roberts С. II J. of Metals.- 1953, — V. 5, № 1. P. 203−209.-Англ
- Serrated flow Behaviour of 2.25Cr-1Mo steel base metal, weldments and simulated heat affected zone structures / Laha Kinkar, Chandravathi Kovi S., Rao Kota B.S., Mannan Sardari Lai HZ. Metallk.-1994 .- 85, № 12 .- C. 839−844.-Англ.
- Vidojevic Nada, Novovic- Simovic Nada, Acimovic Zorica The microstructure of high strength low aloyed Mn-Ni-V stssl: dependence on heat treatment. // J. Serb. Chem. Soc. 1993 .-58, № 3−4, — P. 243−250.-Англ.
- Wever F. Stal und Eisen.- 1949 В. 69, № 19, — P. 664−670.-Англ.
- Xu Guo-Zhao. An investigation on the microstructures of 12NiCrMoV steel with various welding heat inputs. // J. Electron. Microsc, 1986, 35, — Suppl. № 2, — P. 1593−1594.-АНГЛ.
- Akselsen O.M., Grong.O. Karakterisering av mikrostrukturer som opptrer i HAZ og sveismetall // Sveiseteknikk 1985 — 40, № 4, — P. 49−50, 5255, 64.-Нем.
- Сталь горячекатанная 20Х2НАч 35Х2НАч: ТУ 14−1-3779−84.
- Сталь: А.с. 1 008 271 СССР: МКИ3 С 22 С 38/4
- Сталь: А.с. 931 789 СССР: МКИ3 С 22 С 38/40
- Охлаждаемая на воздухе низкоуглеродистая бейнитная сталь. Патент 4 812 182. Official gazette. 89.03.14 т. 1100 № 2.