Влияние деформационной и термической обработки на структуру и свойства стали 10Г2ФБ с различным исходным состоянием
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
нижней части аустенитной области на всех участках полосы. Перспективной можно считать структуру игольчатого феррита, обусловливающую высокую прочность вследствие увеличения количества дислокаций и формирования субструктуры, доля дисперсионного упрочнения при этом несколько снижена. Такая структура стали формируется при пониженных значениях Тсм, соответствующих бейнитной области ТКД (< 600 С), когда выделяются мелкодисперсные карбонитриды, а возможности их роста ограниченны. Таким образом, получению равномерного уровня дисперсионного упрочнения по длине полосы способствует применение дифференцированной температуры смотки по длине полосы при обеспечении стабильного фазового состава, особенно в концевых участках полосы [7].
В последние годы контролируемая прокатка рассматривается более широко, чем раньше, включает такие факторы, как схема прокатки, скорость охлаждения и др., и является одним из прогрессивных способов улучшения механических свойств низколегированных сталей. При контролируемой прокатке важно не только ограничение температуры конца прокатки (ниже 870-840С), но и обеспечение определенной степени обжатия на последних пропусках (примерно до 30%), а также скорости охлаждения, причем фактические показатели зависят от мощности стана, толщины проката и ряда других факторов. При контролируемой прокатке количество пропусков и степень обжатия ниже определенной температуры устанавливаются в зависимости от толщины готового листа (для каждой толщины устанавливается и максимальная температура конца прокатки. Применением контролируемой прокатки достигается комплекс механических свойств, наблюдаемый у проката в нормализованном состоянии, а по переходной температуре такая сталь с модифицирующими добавками превосходит нормализованную [8, с. 134]
Для получения листового проката с мелкозернистой структурой необходимо осуществлять контроль за изменением размеров аустенитного зерна в процессе всего технологического цикла, начиная с аустенитизации при нагреве под прокатку. Анализ результатов лабораторных исследований показал, что добавка 0,02 % Nb в сталь обеспечивает торможение роста аустенитного зерна при нагреве до 1150С, а добавка 0,06 % Nb - при нагреве до 1200 С (рис. 1.3).
Аналогичное влияние оказывают на устойчивость аустенита при нагреве добавки никеля и хрома, а также повышенное количество марганца. Полученные результаты свидетельствуют о том, что температура нагрева заготовок под прокатку не должна превышать 12200С. Кроме того, данной температуры достаточно, чтобы полностью перевести в твердый раствор весь ниобий (0,06%) при содержании в стали примерно 0,10%С.
Рисунок 1.3 - Зависимость величины зерна аустенита dА от температуры аустенитизации сталей, содержащих: - 1,3%Mn+0,02%Nb+ 0,007%V
Влияние температуры конца прокатки листов на прочность и вязкость стали показаны на рисунке 1.4. Как было установлено, в стали с низким содержанием марганца ? ? - превращение начинается при температуре около 8000С. В этом случае микроструктура листа, охлажденного на спокойном воздухе состоит из феррита с размером зерна 5-7мкм и перлита. При более низких температурах конца прокатки повышение прочностных характеристик происходит за счет наклепа уже сформировавшегося феррита.
Рисунок 1.4 - Зависимость характеристик прочности, пластичности и вязкости (В -доля вязкой составляющей в изломе) от температуры конца прокатки tкп стали с 0,10%С и 0,70%Mn, содержащей более 0,04%Nb (сплошные линии) и 0,02%Nb (штриховые линии)
С учетом того, что при снижении температур конца прокатки до температур ниже 8000С не происходит снижение вязкости сталей, можно рекомендовать для получения более высокой категории прочности понизить температуру конца прокатки листов толщиной 8-12мм до 7600С.
Тем не менее, такое снижение температур прокатки может привести к существенному повышению давления на валки при прокатке, что также необходимо учитывать. Как вариант решения этой проблемы, можно было бы порекомендовать повысить содержание ниобия в стали до 0,04-0,06%. Как было установлено, в такой стали прочность и вязкость значительно выше при более высоких температурах конца прокатки, чем у стали с 0,02%Nb. [9]
1.2 Влияние химического состава
Высокопрочные низколегированный стали получили заметное развитие в последнее десятилетие после того как было найдено оптимальное соотношение легирующих элементов, позволяющих получить хороший комплекс прочностных, пластических характеристик в сочетании с высокими показателями низкотемпературной вязкости и свариваемости при низкой стоимости и несложной технологии производства. Преимуществом использования стали с более высокими прочностными характеристиками является значительное снижение массы готовых конструкций. Вместе с тем, повышение прочности стали должно обязательно сопровождаться повышением ее вязкости. В таблице 2 приведен исследованный химсостав стали 10Г2ФБ с микродобавками различных элементов
Таблица 3 - Химический состав стали 10Г2ФБ (экспериментальный). Остальные элементы: 0,04%Nb, 0,25%Si, 0,002S,0,03P, 0,04Al
Увеличение содержания марганца сопровождается ростом прочности и падением вязкости (KCV- 50 %). Рост концентрации марганца способствует измельчению как ферритных зерен, так и второй фазы. Введение марганца свыше 1,7 % приводит к образованию мелкозернистого бейнита и островкового мартенсита на местах перлита. Снижение переходной температуры Т50 связывается с измельчением зерна фе?/p>