Вплив параметрів деформаційно-термічної обробки вуглецевих та низьколегованих сталей на формування їх структурного стану, комплексу механічних властивостей та експлуатаційних характеристик - Автореферат

Дисертаційна робота узагальнює частину підсумків досліджень, виконаних у відповіді з планами науково-дослідних робіт НАН України та Інституту чорної металургії НАНУ: “Розробка наукових положень та технологічних рекомендацій по утворенню нових композицій вуглецевих та економнолегованих сталей для виробництва металопрокату з високим комплексом властивостей (st вище 400 Н/мм2) на основі управління температурно-деформаційними параметрами прокатки та застосування прогресивних процесів термообробки” (ТМ.033.92); “Дослідження впливу деформаційно-термічної обробки на закономірності поведінки конструкційних сталей в корозійно-активних середовищах” (ТМ.005.93); “Дослідження механізму структуроутворення та формування рівней властивостей маловуглецевих та низьколегованих сталей, підданих деформаційно-термічній обробці в міжкритичному інтервалі температур” (ТМ.011.96); “Дослідження процесів загальної корозії маловуглецевих та низьколегованих конструкційних сталей в залежності від їх структурного стану та міцних властивостей” (ТМ.010.96); “Розробка та освоєння технології виробництва арматурного прокату різних класів міцності з економнолегованих сталей на новій установці термозміцнення дрібносортного стану 250-1” (договір з КДГМК “Криворіжсталь” № 1295). Мета дослідження: створення наукової бази для вибору оптимізованих засобів та режимів деформаційно-термічної обробки прокату з вуглецевих та низьколегованих конструкційних сталей широкого призначення, що забеспечують отримання високого комплексу міцностних, пластичних та вязкістних властивостей, корозійної стійкості та втомленостних характеристик, які гарантують високу надійність та довговічність при експлуатації будівельних конструкцій, різного виду металовиробів, механізмів та машин. Визначити та випробувати в промислових умовах ДТО арматурного прокату при понижених температурах кінця прокатки в порівнянні з прийнятою технологією виробництва термозміцненої арматури, а також встановити довговічність такого прокату. Встановлено, що при ДТО маловуглецевої сталі типу Ст3 та низьколегованої кремніємарганцевої сталі типу 20ГС в МКІТ реалізуються слідуючі сполуки механізмів структуроутворення: 1-отримання полігонізованного фериту, що не мав перетворень a®g при нагріві в двофазову область з підвищеною щільністю дислокацій в результаті деформації його одночасно з аустенітом, близьким за складом до середньовуглецевої сталі; 2-утворення в приграничних обємах деформованого неперетвореного фериту дрібнозернистого рівноосного фериту, обумовленого подвійною фазовою перекристалізацією a«g; 3 - формування широкої гами структур зміцнюючих фаз при розпаді переохолодженого аустеніту з підвищеним вмістом вуглецю в залежності від умов післядеформаційного охолодження. Експериментально встановлено зниження зусилля прокатки на 15 % (Ст3) та 7,5 % (20ГС) при зниженні температури нагріву під деформацію з ступенями обтиску 15-50 % за один прохід від 900 (g-область) до 8000С (a g-область).Після прокатки зразки за кожним температурно-деформаційним варіантом обробки піддавали: 1 - охолодженню на спокійному повітрі (гарячекатаний стан); 2 - негайному гартуванню суцільним потоком води в пристрої для прискореного охолодження штабів з прокатного нагрівання (гартований стан); 3 - прискореному охолодженню з послідуючим самовідпуском в тому ж пристрої (гартований та відпущений стан). Зниження температури нагріву під прокатку в аустенітній області від 1100 до 9000С з послідуючою деформацією зі ступенями обтиску 15-50 % за один прохід при цих температурах підвищує зусилля прокатки в 1,8-2,0 рази. При ступені деформації 35 % за один прохід для Ст3 спостерігається зниження зусилля прокатки на величину до 4 %, в той час, як при прокатці зразків сталі 20ГС зафіксовано підвищення зусилля прокатки на 5,5 %. На прикладі гарячекатаної сталі 20ГС показано, що зниження температури нагріву під прокатку та підвищення ступені обтиску приводять до формування дрібного зерна фериту. Встановлено, що температура нагріву під прокатку та ступінь обтиску при деформації в інтервалі температур 900-11000С і ступеней обтиску 15-50 % за один прохід незначно впливають на величину показників механічних властивостей гарячекатаного прокату.Разом з тим, дані про змінення енергосилових параметрів, механізму та кінетики структуроутворення, формування механічних характеристик та експлуатаційних властивостей сталей, що досліджувалися, при деформації в області понижених температур, серед яких температури Ас1-Ас3 міжкритичного інтервалу, надто обмежені. Експериментально встановлено, що пониження температури нагріву від 900 (g-область) до 8000С (a g-область) зі ступенями обтиску 15 и 35 % за один прохід приводить до зниження зусилля при прокатці сталей Ст3 на 15 %, а для 20ГС на 7,5 %. Зниження температури прокатки в g-області та підвищення ступеня деформації забезпечує підвищення міцностних характеристик при збереженні високих показників пластичності та вязкості. Визначено, що деформаційно-термічна обробка при нагріві в аустенітну область, включ

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ