Влияние деформационной и термической обработки на структуру и свойства стали 10Г2ФБ с различным исходным состоянием
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?воримости.: Ванадий и ниобий являются элементами поверхностно активными относительно железа. Концентрационную неоднородность стали в микрообъемах нередко удается наблюдать при металлографическом исследовании с применением обычного или специальные методов травления. Обогащение границ зерен горофильными элементами, снижающими их поверхностную энергию, оказывает, согласно В.И. Архарову, огромное влияние на диффузионную способность стали и на уровень механических и химических свойств сплава в целом. [10, с.52]
В процессе горячей обработки давлением слитка его дендритная структура разрушается и дендриты вытягиваются в направлении деформации. Междендритные пространства, содержащие большое количество примесей и неметаллических включений, также деформируются и образуются характерные волокна. Такое строение, называемое полосчатостью, влияет на механические свойства, главным образом на ударную вязкость; она выше в продольном направлении и ниже в поперечном направлении (по отношению к направлению течения металла при прокатке). В меньшей степени подобная полосчатость влияет на пластичность (относительное удлинение и сужение). Прочность и твердость не зависят от полосчатости. [11,с.80]
Считалось, что применение контролируемой прокатки приводит к снижению производительности и к развитию текстурованного феррита, что способствует анизотропии свойств проката. Интенсивность такой анизотропии усиливается деформацией в феррито-аустенитной двухфазной области, таким образом, исключение этой операции могло привести к дальнейшему улучшению свойств.
При производстве стали 10Г2ФБ существует проблема получения минимального разброса свойств по длине полосы и нормируемого значения показателя ?т/?в0,90. Большая однородность свойств обеспечивается, во-первых, стабильным фазовым составом стали в различных участках полосы и, во-вторых, одинаковой величиной дисперсионного упрочнения. Для получения однородного фазового состава металла температура окончания прокатки (Ткп) должна соответствовать 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 стати 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.
Наиболее эффективными средствами борьбы с анизотропией механических свойств на металлургическом заводе является совершенствование технологии производства стали и гомогенизация проката, обеспечение равномерного распределения карбонитридной фазы по длине проката для стали 10Г2ФБ.
3. Влияние термической обработки на структуру и свойства стали
Эффективным средством улучшения свойств низколегированной строительной стали является сочетание легирования с термической обработкой. При обеспечении скорости охлаждения минимальной устойчивости в аустенитной области проявляется возможность закалки низколегированной стали. В зависимости от химического состава низколегированной стали при закалке происходит превращение мартенситного или бейнитного типа. Как известно, легирующие элементы смещают начало мартенситного превращения в сторону более низких температур. При закалке стали 10Г2ФБ образуется бейнит. Сталь со структурой бейнита характеризуется весьма высокой прочностью и низкими характеристиками статической и динамической пластичности. Для повышения пластичности и улучшения свариваемости стали, т.е. минимального разупрочнения под влиянием термического цикла сварки необходим отпуск.
При контролируемой прокатке происходит изменение структуры стали.
Одним из важнейших параметров, влияющих на свойства (в частности ударную вязкость) сталей всех типов - является размер аустенитного зерна в конце черновой стадии прокатки. От него зависит размер зерна нерекристаллизованного аустенита при чистовой прокатке и, следовательно, размер ферритного зерна. Мелкозернистость феррита повышает прочность и вязкость всех сталей Нормализация является эффективным средством повышения ударной вязкости стали 10Г2ФБ в толстых сечениях, однако при этом упрочняющее влияние ниобия снижается:
Толщина листа, мм 10 20
?т кГ/мм2 40,5 37,5
?в, кГ/мм2 50,5 48,0
?10, % 26,0 26,0
ан-40, кГм/см2 5,6 7,4
Газо- и нефтепроводные трубы класса Х65 в основном производятся из сталей, полученных контролируемой прокаткой с 0,03%Nb и 0,06-0,09% V. Прочность достигается сочетанием мелкого зерна и дисперсионного твердения. Приблизительно 50% прочности, вносимой выделениями, теряется при изготовлении трубы и листы для труб этого класса обычно изготавливают с минимальным пределом текучести 470 Н/мм2.
Измельчение зерна, достигаемое контролируемой прокаткой, уменьшается при увеличении толщины листа, а дисперсионное упрочнение снижается из-за роста размера выделений.
Для создания трубопроводов с трубами класса прочности Х75, Х80 или Х85 исчерпаны пределы прочностных характеристик феррито-перлитных сталей. Для получения более высокой прочности ?/p>