Влияние деформационной и термической обработки на структуру и свойства стали 10Г2ФБ с различным исходным состоянием
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?рименяются стали со структурой феррит + более прочная фаза. Технические требования на современные и на разрабатываемые стали направлены на снижение затрат производства. Для этого предусматривается ускоренное охлаждение стали в ходе прокатки листа в температурном диапазоне 850-6500С, т.е. перенесение условий прокатки непрерывного стана на листовой. В листах, прокатанных по таким режимам, может быть достигнута скорость охлаждения, достаточная для образования игольчатого феррита (бейнита). В таких случаях стали с низким содержанием ниобия и ванадия будут сильно дисперсионно упрочняться и достигать требуемой прочности.
Влияние температуры отпуска на свойства стали 06Г2ФБ при растяжении листов толщиной 32мм и 14мм показано на рис. 3.1. Повышение температуры нагрева под закалку листов толщиной 32мм с 880 до 9300С способствует росту прочностных характеристик, небольшому снижению относительного удлинения и увеличению отношения ?т/?в для всех исследованных температур отпуска. При этом ?т и ?в возрастают на 20-75 Н/мм2, относительное удлинение снижается на 2-5%, отношение ?т/?в возрастает приблизительно на 0,05. Судя по полученным результатам, повышение температуры отпуска в исследованных пределах также не оказывает большого влияния на прочностные характеристики опытной стали, хотя видна некоторая тенденция к росту относительного удлинения при повышении температуры отпуска с 580 до 700 С.
Для листов толщиной 14мм эти зависимости выражены более четко. Так, с повышением температуры нагрева под закалку с 880 до 930С рост показателей прочности составил: 135-190 Н/мм2 (?т), 130-145 Н/мм2 (?в), 0,02-0,12 (?т/?в); ?5 снизилось на 5-8% (см. рис.3.1).
Определена температурная зависимость ударной вязкости (работа удара KV, Дж) листов толщиной 14 и 32мм из стали 06Г2ФБ. Металл сохраняет высокую хладостойкость до -700С. Доля вязкой составляющей в изломах ударных образцов при - 70 равна 100% для листов толщиной 14мм и не менее 80% для листов толщиной 32мм.
Влияние толщины листов из стали 06Г2БФ на ?в,?т, ?т/?в и ?5 определено для состояния после закалки с отпуском. Температура нагрева под закалку 9500С, температура отпуска 600-6500С. (рис.3.3)
В состоянии поставки (закалка от 9500С, отпуск при 6500С) микроструктура листа толщиной 14мм представляет собой смесь феррита (около 70%) и отпущенного бейнита (около 30%). В листах из той же стали толщиной 32мм феррита около 85%, бейнита около 15%. (рис.3.2)
Таким образом, нормализация является эффективным средством повышения ударной вязкости стали 10Г2ФБ в толстых сечениях, однако при этом упрочняющее влияние ниобия снижается, повышение температуры нагрева под закалку листов способствует росту прочностных характеристик, небольшому снижению относительного удлинения и увеличению отношения ?т/?в для всех исследованных температур отпуска, толщина листа влияет на рост ферритной составляющей в структуре стали, что приводит к падению прочностных свойств.
Рисунок 3.1 - Зависимость ?т, ?в, ?5, ?т/ ?в от температуры закалки и температуры отпуска проб из низколегированной стали для листов толщиной 14мм (кривая 1) и 32мм (кривая 2) ):- температура закалки 8800С;- температура закалки 930С
Рисунок 3.2 - Микроструктура листов из низкоуглеродистой марганцовистой стали, легированной ниобием и ванадием, ув.500: а-14 мм (примерно 70%Ф+30%Б); б-32 мм (примерно 85%Ф+15%Б) величина действительного зерна а-11балл, б-10,11
Рисунок 3.3 - Зависимость отношения ?т/?в и относительного удлинения от толщины листов [12, с.52]
4. Влияние исходной структуры стали после дополнительной термической обработки
Одним из перспективных направлений получения игольчатого феррита в количестве более 80% в исследованных сталях является повышение однородности распределения легирующих элементов в исходном аустените. С этой целью проводились исследования влияния длительности гомогенизирующей выдержки при температурах, близких к температуре начала черновой прокатки (т.е. температуре выравнивания концентрационной неоднородности по сечению листа), на количество, дисперсность и однородность распределения игольчатого феррита.
В исследуемых низкоуглеродистых сталях отечественного производства небольшие по площади участки со структурой игольчатого феррита были получены после прокатки при обычно практикуемой температуре Ас3 + 50 С и охлаждения со скоростью порядка 18С/с. Полосы игольчатого феррита располагались между чередующимися полосами доэвтектоидного феррита.
Статистические данные показывают, что увеличение продолжительности выдержки при нагреве под закалку способствует росту размера аустенитного зерна от 25 до 70 мкм и от 32 до 93 мкм в сталях 10Г2ФБ и 09Г2С соответственно (рис.4.1.) На образцах, охлажденных на воздухе, наблюдается смешанная структура из феррита, небольшого количества перлита и островков округлой формы игольчатого феррита.
Рисунок 4.1 - Зависимость объемной доли образовавшегося игольчатого феррита Фиг(а) и размера зерна d(б) от продолжительности гомогенизирующей выдержки при 11000С(последующее охлаждение - в масле) сталей 10Г2ФБ и 09Г2С
Тенденция интенсивного увеличения количества игольчатого феррита с ростом аустенитного зерна (рис. 4.2) наблюдается при увеличении выдержки при 1100 С до - 1 ч. Затем количество феррита стабилизируется или медленно растет с увеличением продолжительности аустенитизации.
Увеличение доли игольчатого феррита объясняется уменьшением удельного объема доэвтектоидного феррита и, кроме этого, снижением содержания углерода в нем ?/p>