Влияние скорости охлаждения при закалке на перераспределение углерода, структуру и свойства стали
Диссертация
Важнейшая роль во всех теориях упрочнения при закалке сталей отводится углероду. При этом процессам диффузионного перераспределения углерода в аустените уделяется внимание лишь при исследовании хода превращения в перлитной и промежуточной областях. В то же время согласно существующим представлениям о природе распределения углерода в переохлажденном аустените, можно ожидать появления… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
- 1. 1. Перераспределение углерода в переохлажденном аустените при мартенситном превращении
- 1. 2. Особенности перераспределения углерода в ходе промежуточного превращения
- 1. 3. Распределение углерода в структуре закаленной стали
- 1. 4. Влияние легирующих элементов на диффузию углерода
- 1. 5. Структурные изменения при отпуске стали
- 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ
- 2. 1. Материалы
- 2. 2. Металлографический анализ
- 2. 3. Дюрометрический метод
- 2. 4. Рентгеноструктурный анализ.'
- 2. 5. Расчёт диффузионного пути углерода
- 2. 6. Оценка продолжительности охлаждения
- 2. 7. Определение характеристик механических свойств
- 2. 8. Анализ закалочного фактора
- 2. 9. Статистический анализ
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
- 3. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ЗАКАЛКЕ НА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА, СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛИ
- 3. 1. Влияние скорости охлаждения на структуру и макротвердость ста
- 3. 2. Влияние скорости охлаждения на микротвердость сталей
- 3. 3. Влияние содержания углерода на свойства сталей при различных скоростях охлаждения
- 3. 4. Влияние изотермической выдержки при ступенчатой закалке на перераспределение углерода
- 3. 5. Влияние размеров аустенитного зерна на свойства сталей, закаленных с различной скоростью
- 3. 6. Влияние легирующих элементов на свойства сталей при различных скоростях охлаждения
- 3. 7. Изменение свойств сталей, закаленных с различной скоростью, со временем вылеживания при комнатной температуре
- 3. 8. Влияние температуры отпуска на свойства сталей, закаленных с различной скоростью
- 3. 8. 1. Изменение микротвердости с увеличением температуры отпуска
- 3. 8. 2. Влияние легирующих элементов на процессы, происходящие при низкотемпературном отпуске
- 3. 8. 3. Оценка диффузионного пути углерода при низкотемпературном отпуске сталей
- 3. 8. 4. Энергия активации процессов, приводящих к изменению твердости при закалке с различной скоростью охлаждения
- 3. 9. Перераспределение углерода в аустените и свежеобразованном мартенсите при закалке
- 3. 10. Влияние скорости охлаждения при закалке на механические свойства и ударную вязкость сталей
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Список литературы
- Курдюмов Г. В. Явление закалки и отпуска стали. М.: Металлург-издат, 1960. 64 с.
- Курдюмов Г. В., Утевский JI.M., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, — 1977. — 236с.
- Курдюмов Г. В. К вопросу о тетрагональности мартенсита. Диффузия, фазовые превращения, механические свойства металлов и сплавов. -М.-ВЗМИ. 1978. С. 3−7.
- Максимова О.П. Мартенситные превращения: история и закономерности // МиТОМ. 1999 — № 8. — С. 4 — 22.
- Мирзаев Д.А., Счастливцев В. М., Карзунов С.Е, Мартенситные точки сплвавов Fe-C // ФММ. 1987. Т. 63, вып. 4. С. 764−767.
- Счастливцев В.М. Структура пакета мартенсита в конструкционных сталях // ФММ. 1988. Т.66, вып. 4. С. 759−769.
- Родионов Ю.Л., Русаненко В. В. Высокопрочные сплавы с особыми физическими свойствами // Сталь. 1995. № 2. С. 62−67.
- Винтайкин Е.З., Носова Г. И., Плахтий В. Д. // МиТОМ. 1996. № 10. С. 31−34.
- Панкова М.Н., Крапошин B.C. Трехмерная модель заполнения пространства зерна мартенситными кристаллами при превращении аустенита // МиТОМ. 1999 — № 8. — С. 28 — 31.
- Капуткина Л.М., Маврич Г. В. Методика расчета функции распределения ориентировок для текстурных переходов при фазовых превращениях // Заводская лаборатория. 1995. № 11. С. 28−31.
- Капуткина Л.М., Маврич Г. В., Прокошкина В.Д, Улунцев Д. Ю. Текстурные превращения в термомеханически обработанных сталях и сплавах // Изв. ВУЗов. ЧМ. 1996. № 7. С. 44−48.
- Хмелевская И.Ю., Лагунова М. И., Прокошкин С. Д., Капуткина Л. М. Исследование обратимого эффекта запоминания формы в термически и термомеханически обработанных сплавах на основе Ti-Ni // ФММ. 1994. Т. 78, вып. 1. С. 83−88.
- Капуткина Л. М, Свчжин А. Г., Прокошкина В. Д. и др. Мартен-ситное превращение и процессы старения в хромоникелевых сталях с азотом // Изв. ВУЗов. ЧМ. 1997. № 1. С. 20−24.
- Крапошин B.C., Талис Л. А., Панкова М. Н. Политопный топологический подход к описанию мартенситного превращения // МиТОМ. -1999-№ 8.-С. 23 -28.
- Лободюк В.А. Межфазные границы при мартенситном превращении // ФММ. 2003. Т.96, вып. 6. С. 46−64.
- Кокорин В.В. Тетрагональность решетки мартенсита, унаследовавшего когерентные включения из аустенита // ФММ. 1995. Т.79, вып. 2. С. 99−103.
- Блинова Е.Н., Глезер A.M., Панкова М. Н., Кроткина Е. Л. Особенности мартенситного превращения в сплавах Fe-Ni, закаленных из жидкого состояния// ФММ. 1999. Т.87, вып. 4. С. 49−54.
- Мирзаев Д.А., Баев А. И., Счастливцев В. М. Роль ближнего упорядочения в стабилизации аустенита легированных сталей // ФММ. 1990. № 2. С. 128−133.
- Смирнов М.А., Счастливцев В. М., Журавлев Л. Г. Основы термической обработки стали // М.: «Наука и технологии», 2002. — 519 с.
- Мирзаев Д.А., Окишев К. Ю., Счастливцев В. М. Влияние скорости охлаждения на температуру полиморфного певращения в железе. Теория и эксперимент. // ФММ. 1998. Т. 86, вып. 3. С. 123−136.
- Фокина А.Е., Смирнов Л. В., Олесов В. Н. и др. Влияние размера зерна аустенита на особенности мартенситного превращения при охлаждении и магнитной обработке сплавов Fe-Ni-C // ФММ. 1995. Т. 79, вып. 3. С. 103−111.
- Калетина Ю.В., Фокина Е. А., Счастливцев В. М. Влияние постоянного магнитного поля на кинетику у—>а-превращения в сплавах с изотермическим типом мартенсита // ФММ. 2003. Т. 96, № 6. С.38−45.
- Мирзаев Д.А., Окишев К. Ю., Счастливцев В. М. и др. Кинетика образования бейнита и пакетного мартенсита. I. Учет структуры пакета // ФММ. 2000. Т. 90. № 5. С. 55−65.
- Счастливцев В.М. Новые представления о природе бейнитного превращения в сталях // МиТОМ. 2005. № 7. С. 24 29.
- Рахштадт А.Г., Горячев В. В., Еднерал А. Ф. О структурных превращениях в переохлажденном аустените ванадиевых сталей. Изв. АН. СССР. Металлы. 1984. — № 1. — с. 102−106.
- Мирзаев Д.А., Тайзетдинова А. Г. Ближний порядок и стабилизация аустенита в сплавах Fe-C. Изв. вузов. ЧМ. 1984. № 6. С. 88−91.
- Жуков А.А. К истории выявления спинодального предрасслоени-ея переохлажденного аустенита в бейнитных железоуглеродистых сплавах //МиТОМ. 2001. № 2. С. 12−14.
- Жабо JI.B. Влияние выдержки при ступенчатой закалке на свойства мартенсита: Дис.Канд. техн. наук. Тула, 1987. — 180с.
- Базин Ю.А. Роль ближнего упорядочения в процессах плавления и полиморфных превращений металлов. Металлы. 1997. № 2. С.34−37.
- Штремель М.А., Крупин Ю. А., Зарецкий Е. Б. Ближний порядок в тройных твердых растворах замещение- внедрение. ФММ. 1978. Т 46, вып. 5. С. 984−995.
- Мирзаев Д.А., Штейнберг М. М., Пономарева Т. А., Счастливцев В. М. Влияние скорости охлаждения на положение мартенситных точек. Углеродистые стали // ФММ. 1979. Т. 47, вып. 1. С. 125−135.
- Гудремон Э. Специальные стали // М.: Металлургия, 1966, 736 с.
- Мирзаев Д.А., Карзунов С. Е., Счастливцев В. М. и др. Особенности мартенситного и бейнитного превращения в хромистых сталях // ФММ. 1986. Т.62, вып. 2. С. 318−327.
- Грузин Л.П., Родионов Ю. Л., Замбржицкий В. Н. и др. Процессы ближнего упорядочения и мартенситные превращения в сплавах на железо-никелевой основе, — Диффузия, фазовые превращения, механические свойства металлов и сплавов. М.: ВЗМИ. 1978. С. 25−35.
- Блантер М.Е. Кинетика мартенситного превращения (количественная теория). Диффузия, фазовые превращения, механические свойства. — М.: ВЗМИ. 1978. С. 7−25.
- Моисеев В.Ф., Арутюнян С. Б. Об аномалиях свойств вблизи температур фазовых превращений // МиТОМ. 2004 — № 1. — С. 4−10.
- Бокштейн Б. С.Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978.248 с
- Блантер М. Е., Машков А. К. Аномальные изменения свойств сплавов в процессе фазовых превращений // МиТОМ. 1999. — № 1. — С. 610.
- Белоус М.В., Москаленков Ю. А., Шаталова Л. А. и др. Состояние углерода в отпущенной и холоднодеформированной стали. Первое превращение при отпуске. ФММ. 1994. Т.78, вып.2. С.99−106.
- Гринберг Е.М. Металловедение борсодержащих коистврукцион-ных сталей / М.: МИСИС, 1997. 198 с.
- Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: Учеб. пособие. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. — 480с.
- Попов В.В. Модель зернограничной диффузии, учитывающая наличие приграничных слоев равновесного состава// ФМиМ. 2006. Т 102. № 5. С. 485−493.
- Физическое металловедение. В 3-х томах. Т. З. Под ред. Кана Р. У. (перев. с англ.) М.: Металлургия, — 1987. — 623 с.
- Брусиловский Б.А. Структурное состояние мартенсита в закаленных малоуглеродистых сталях // ФММ. 2000. Т.89, вып. 4. С. 64−69.
- Смирнов Л.И. Уравнение диффузии внедренных атомов в металлах при произвольных градиентах концентрации // ФММ. 1998. Т.89, вып. 5. С. 44−47.
- Криштал М.А., Диффузионные процессы в железных сплавах. М.: Наука, — 1963.-278 с.
- Завьялова А.С., Синицин И. П. Влияние легирующих элементов на изменение удельного объема при отпуске стали // МиТОМ. 2001. № 5. С. 14 17.
- Болыиов Л.А. О характеристике атомной структуры аустенита, определяемой методом ЯРГ // ФММ. 1996. Т.82, вып. 5. С. 33−37.
- Болыиов Л.А., Болыпов А. Л. Межатомное взаимодействие углерод-углерод и азот-азот в аустените // ФММ. 2000. Т.89, вып.2.С.41−46.
- Симонов Ю.Н. Условия получения пакетного мартенсита при замедленном охлаждении низкоуглеродистого аустенита // ФММ. 2004. Т.97, вып. 5. С. 77−81.
- Юдин Ю.В., Гервасьев М. А., Кансафарова Т. А. Влиянеи хрома и никеля на устойчивость переохлажденного аустенита хромоникельмолибде-новых сталей // ФММ. 1999. Т.87, вып. 4. С. 99−102.
- Ларичева Г. Г. Особенности структурообразования низколегированных борсодержащих сталей и разработка режимов их термической обработки: Дис.канд. техн. наук. Тула, 1990, — 148с.
- Гринберг Е.М. Влияние бора на релаксацию Сноека в жележе. -Механизмы упрочнения и свойства металлов //ТулПИ. Тула. 1988. С. 75−78.
- Драпкин Б.М., Кимстач Г. М., Уртаев Д. А. О диффузионной подвижности углерода в литой заэвтектоидной стали // ФММ. 1999. Т.88, вып. 5. С. 107−109.
- Прокошкин С.Д., Савельева Д. Д. Дилатометрические эффекты и структурные изменения при отпуске закаленной стали // ФММ. 1986. — Т.2. -вып. З.-С. 509−518.
- Термическая обработка в машиностроении. Справ.: под ред. Ю. М. Лахтин, А. Г. Рахштадт. -М: Машиностроение. 1980. -783с.
- Грузин ПЛ. Проблемы металловедения и физики металлов // МиТОМ. 1999 -№ 5. — С. 14−17.
- Белоус М.В., Черепин В. Г., Васильев М. А. Превращения при отпуске стали. М.: Металлургия, 1973. — 232 с.
- Штремель М.А., Капуткина Л. М., Прокошкин С. Д., и др. Два процесса внутри «первой стадии отпуска» углеродистого мартенсита // ФММ. 1995. Т.78, вып. 5. С. 25−33.
- Алюминий: свойства и физическое металловедение. Справочное издание. Пер. с английского под. ред. Хэтча Дж. Е. М.: Металлургия, 1989. — 422 с.
- Белоус М.В., Москаленко Ю. Н., Шейко Ю. П. Особенности дилатометрических и магнитных эффектов при закалке и отпуске стали ШХ15. -Изв. вузов. Черная металлургия, 1996. — № 6. — С.47−53.
- Завьялова А.С., Синицин И. А. Влияние легирующих элементов на изменение удельного объема при отпуске стали. МиТОМ, — 1975. № 15. С. 14−17.
- Драпкин Б.М., Кимстач Г. М., Уртаев Д. А. Влияние отпуска на состав и свойства цементита и стали У12 // ФММ. 1999.Т.88,вып.6.С.83−87.
- Белоус М.В., Новожилов В.Б., Шаталова А. А. и.др. Распределение углерода в отпущенной стали // ФММ. 1995. Т.79, вып.4. С. 128−137.
- Белоус М.В., Сидоренко С. И., Москаленко Ю. Н. и др. Особенности фазовых превращений при отпуске углеродистых сталей, подвергнутых высокотемпературному циклированию // ФММ. 1999. Т.87, вып. 3. С. 72−76.
- Белоус М.В., Новожилов В. Б., Шаталова JI.A., Шейко Ю. П. Распределение углерода по состояниям в отпущенной стали // ФММ. 1995. Т. 79, вып. 4. С. 128−137
- Сулейманов Н.М., Гусейнов Р. К., Сулейманова С. Н. Влияние способа закалки на структуру стали Х12М // МиТОМ. 1999. № 12. С. 12−16.
- Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали, 2-е изд. М.: Металлургия, 1978. — 192с.
- Смирнова Е.С., Чувильдеев В. Н. Влияние малых концентраций примеси на диффузионные свойства границ зерен // ФММ. 1999. Т.88, вып. 1. С. 74−79.
- Абасов В.А. Микротвердость хромистых сталей после различных способов шлифования // МиТОМ. 1997. № 5. С. 35−36.
- Гудков А.А., Славский Ю. И. Методы измерения твердости металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1988. — 168 с.
- Кутяйкин В.Г., Кутяйкин К. В., Червякова Т. Н., Кутяйкин О. В. Практические аспекты определения погрешности измерений микротвердости // Заводская лаборатория
- Русаков А.А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. -480 с.
- Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников.-М.: Металлургия.- 1972. 500с.
- Штремель М.А., Капуткина JI.M. Определение компонент мульти-плетной линии //Кристаллография. 1970. — Т.15. — № 3. — С. 443−451.
- Горелик С.С., Расторгуев JI.H., Скаков Ю. А. Рентгено-графический и электронооптический анализ металлов // М.: Металлургия, 1970. 107 с.
- Миркин Л.И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов // М.: Машиностроение, 1979. — 134 с.
- Вишняков Я.Д., Пискарёв В. Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и славах. М.: Металлургия, 1992. 262 с.
- Блантер М.Е. Кинетика мартенситного превращения (количественная теория). Диффузия, фазовые превращения, механические свойства. — М.: ВЗМИ, — 1978.
- Закалочные среды: Справ. Изд. Люты В., Под ред. Масленкова С. Б. / Пер. с польск. Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение. 1990. 192 с.
- Теория термической обработки. Учебник для вузов. Блантер М. Е. М.: Металлургия, 1984, 328 с.
- Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2003. — 688 е.: ил.
- Архангельский С.И., Гвоздев А. Е. Организация эксперимента. 4.2. Дисперсионный анализ. Погрешности косвенных измерений: Методические указания. ТЛИ. Тула, 1992. — 52 с.
- Белоус М.В., Черепин В. Г., Васильев М. А. Превращения при отпуске стали. М.: Металлургия, 1973. — 232 с.
- Белоус М.В., Новожилов В. Б., Шаталова Л. А., Шейко Ю. П. Распределение углерода по состояниям в отпущенной стали // ФММ. 1995. Т. 79, вып. 4. С. 128- 137.
- Определение количества остаточного аустенита в сталях мартенситного класса // Зав. лаб. Диагностика материалов. 2006. Т.72, № 2. С.34−35.
- Садовский В.Д., Фокина Е. А. Остаточный аустенит в закаленной стали. М.: Наука, 1986. — 112с.
- Брусиловский В.А., Геллер А. Л. Структурное состояние остаточного аустенита в закаленных сталях. ФММ. 1997. № 5. с. 91−95.
- Махнева Т.М., Савченкова С. Ф., Махнев Е. С., Савченкова М. В. Влияние предварительной термической обработки на устойчивость аустенита в стали 08Х15Н5Д2Т // МиТОМ. 2005. № 6. С. 17−19.
- Криштал М.А., Диффузионные процессы в железных сплавах. М.: Наука, — 1963.-278 с.
- Гудремон Э. Специальные стали I том, перевод с нем., под ред. Займовского и Бернштейна M.JT. — М.:Металлургиздат, 1959. — 952 с.
- Капуткин Д.Е. Взаимосвязь термокинетических параметров диффузионного распада и энергии активации диффузии в сталях и цветных сплавах // ФМиМ. 2005. Т 99. № 4. С. 5−9.
- Винокур Б.Б., Пилюшенко В. Л., Касаткин О. Г. Структура конструкционной легированной стали. / М.: Металлургия, 1983. 216 с.
- Гринберг Е. М., Архангельский С. И., Тихонова И. В. Дисперсия свойств, как мера неоднородности сплавов, 1996, № 10, — с. 15−19.
- Борисов И.А. Влияние скорости охлаждения при закалке на свойства стали 15ХГНМФА // МиТОМ. 2006. № 7. С. 18−22.
- Третьяков В.И., Фан Бай, Ампилогов А.Ю. Моделирование процессов формирования диффузионной зоны при ограниченной растворимости насыщаемого элемента в сплаве // МиТОМ. 2006. № 5. С.22−26.
- Попов В.В. Модель зернограничной диффузии, учитывающая наличие приграничных слоев равновесного состава // ФММ. 2006. Т. 102, вып. 5. С. 485−493.
- Герасимов С.А., Третьяков В. И., Фан Бай Метод расчета диффузии в многофазных системах // МиТОМ. 2006. № 9. С. 44−46.
- Мирзоев А.А., Ялалов М. М., Мирзаев Д. А. Расчет параметров стабильности ГЦК-растворов Fe-Cr с использованием результатов первоприн-ципного моделирования // ФММ. 2007. Т.103, вып. 1. С. 86−90.
- Рассизадегани Й., Рейган Ш., Аскари М. Сравнение закаливающих способностей горячей соляной и масляной ванн // МиТОМ. 2006. № 5. С.8−11.
- Чувильдеев В.Н. Микромеханизм зернограничной самодиффузии в металлах. II. Модель самодиффузии в границах// ФММ. 1996. Т.81, вып. 5. С. 5.13.
- Юдин Ю.В., Гервасьев М. А., Беликов С. В. Изотермическое превращение в области мартенситной точки // ФММ. 1999. Т.88, вып. 2. С. 108 110.
- Швецов В.В., Симонов Ю.Н., JI.M. Клейнер Структура и механические свойства мартенситно-стареющей и низкоуглеродистой мартенситной сталей // МиТОМ. 2005. № 1. С. 32−35.
- Каменских А.П., Заяц Л. Ц., Клейнер Л. М., Симонов Ю. Н. Особенности формирования структуры и свойств низкоуглеродистой мартенситной стали 12Х2Г2НМФТ // МиТОМ. 2003. № 3. С. 10−12.
- Свищенко В.В., Чепрасов Д. П., Антонюк О. В. Образование мезо-феррита и зернистого бейнита в низкоуглеродистой низколегированной стали // МиТОМ. 2004. № 8. С. 7−11.
- Бадиян Е.Е., Бахарев С. А., Тонкопряд А. Г. Способ юстировки микротвердомера//Зав.лаб. 1987. С.86−87.
- Гринберг Е.М., Ларичева Г. Г., Мирошник Е. С. Влияние бора на превращение стали при отпуске // Металловед, и термич. обработка металлов. 1991. -№ 9.-с. 4−6.
- Гринберг Е.М., Кондаурова Е. Ю. Влияние скорости охлаждения при закалке на структуру и физико-механические свойства сталей // Изв.ТулГУ. Серия «Материаловедение». -2000. Вып. 1. — С. 156−160.
- Гринберг Е.М., Гончаров С. С., Кондаурова Е. Ю., Жарикова Е. С. Влияние скорости охлаждения при закалке на уровень остаточных напряжений в сталях // Изв. ТулГУ. Серия «Материаловедение». 2006. — Вып.6. — С.6.16.
- Гринберг Е.М., Кондаурова Е. Ю. Влияние скорости охлаждения при закалке на степень перераспределения углерода в аустените // Материалы IX Международной конференции «Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах». Тула, 2008. С. 105−111.