Влияние деформационной и термической обработки на структуру и свойства стали 10Г2ФБ с различным исходным состоянием
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?рита и второй фазы. Увеличение прочности в основном является следствием роста объемной доли второй фазы. При содержании марганца 2,0 % доля второй фазы не превышает 40 %.
Увеличение содержания никеля повышает прочность и одновременно снижает Т50, что аналогично влиянию марганца. Это связывают с увеличением доли второй фазы и измельчением ее зерна и зерна феррита. Введение никеля свыше 0,6 % приводит к замене перлита на бейнит и островковый мартенсит. Объемная доля второй фазы для сталей с 3,0 % Ni составляет более 40 %. При этом у стали с 3,0 % Ni прочность около 800 МН м-2 и Т50 ниже-130 С. С увеличением содержания меди от 0 до 0,5 % размер зерна феррита не изменяется (около 6 мкм), но одновременно возрастает доля второй фазы (от 10 до 20 %). Снижение количества азота от 0,008 до 0,001 % увеличивает объемную долю второй фазы с 20 до 30 % без изменения размера зерна Феррита. Такой прирост второй фазы приводит к увеличению прочности на 100 МНм м-2
Медленное охлаждение после контролируемой прокатки со скоростью 2 град/с эффективно только для увеличения прочности. Рост прочности сильнее зависит от температуры завершения ускоренного охлаждения, чем от его скорости. Скорость охлаждения на нее оказывает слабое влияние, так же как и температура окончания охлаждения. Микроструктура сильно изменяется в зависимости от температуры окончания охлаждения. Сталь, ускоренное охлаждение которой заканчивается при 5000 , 3500 и 200С, характеризуется соответственно феррито-бейнитной (Ф + Б), феррито-бейнито-мартенситной (Ф + Б + М) и феррито-мартенситной (Ф + М) микроструктурой. Сталь в горячекатаном состоянии, охлажденная на воздухе (Г), имеет структуру Ф + П + Б.
При добавлении молибдена(NM) структура стали на основе С-Nb-V после ускоренного охлаждения представляет собой феррито-бейнитную смесь с большой долей бейнита и меньшей островкового мартенсита, чем в аналогичной стали без молибдена.
Введение марганца, молибдена, никеля, меди и бора и (или) использование ускоренного охлаждения после прокатки сталей с ниобием позволяет получать вторую фазу в виде бейнита или мартенсита на месте перлита в ферритной матрице. Мелкозернистый бейнит и островковый мартенсит в виде второй фазы приводят к повышению прочности без изменения T50. Высокая вязкость связывается с мелким зерном бейнита и мартенсита (6 мкм). Крупнозернистый бейнит, особенно тот, что находится в пределах границ исходного аустенита, ухудшает вязкость стали. Образование крупнозернистого бейнита происходит из-за недостаточного снижения температуры прокатки, т.е. если температура прокатки была выше диапазона, где не происходит рекристаллизация аустенита Для стали с 1,6 % Мп, чтобы получить T50 ниже минус 80 С, необходимы обжатия свыше 40 %, тогда как для стали с 1,9 % Мп - свыше 50 %. Это является следствием того, что повышение уровня легирования и (или) скорости охлаждения после прокатки приводит к некоторому огрублению бейнита или мартенсита. Важно измельчить зерно перед ферритным превращением, после которого вместо перлитного следует бейнитное и мартенситное превращения. Эта последовательность превращений может быть достигнута при соответствующем снижении температуры деформации до области, где аустенит не рекристаллизуется.
В ферритных сталей мелкозернистая вторая фаза может быть получена при правильном выборе легирования, режимов прокатки и скорости охлаждения. Увеличение объемной доли второй фазы повышает прочность без ухудшения вязкости.
Повышение содержания островкового мартенсита и мелкозернистого феррита на 1 % увеличивает прочность на 16,2 и 2,5 МН м-2 соответственно. Эти значения могут быть получены с применением ускоренного охлаждения или при увеличении легирования. Прочность сильнее зависит от температуры конца охлаждения в диапазоне скоростей 2-12 град/с, чем вязкость. При понижении этой температуры объемная доля мартенсита растет.
Феррито-бейнитные стали могут применяться для прямошовных труб классов Х70 и Х80 диаметром 1219-1422 мм и толщиной стенки от 18,6 до 25,4 мм, предназначенных для эксплуатации в условиях Севера.
Оба элемента, составляющие основу химсостава стали 10Г2ФБ - марганец и ниобий - повышают прочностные характеристики. При этом для получения хорошей низкотемпературной вязкости ниобий наиболее предпочтительнее. Результаты исследования комплексного влияния ниобия и марганца на характеристики прочности и вязкости приведены на рис. 1.5.
Данные результаты полностью подтверждают литературные данные о роли ниобия: малые добавки ниобия в количестве 0,02% увеличивают прочностные характеристики примерно на 100МПа. При более высоком содержании ниобия дальнейшее повышение прочности не так значительно. В литературных данных показано, что при повышение временного сопротивления разрыву ?в за счет легирования ниобием в два раза меньше, чем повышение предела текучести ?т. При использовании марганца наблюдается несколько иная картина: повышение ?в значительно больше, чем ?т. В случае микролегирования ниобием даже в малом количестве наблюдаемое повышение прочностных характеристик несколько выше, чем указано в литературе и составляет около 100МПа при повышении марганца на 1%. Таким образом установлено, что эффект легирования марганцем значительно повышается при микролегировании стали ниобием.
Повышение содержания в стали марганца и ниобия способствует улучшению вязкости. Однако при низком содержании марганца (менее 1%) даже повышенное количество ниобия не гарантирует получения высоких показателей ударной вязкости. Таким обр?/p>