Металловедение и термическая обработка. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
A mathematical model of changes in the composition of grains during cooling a two-component melt
Статья научная
The growth of individual grains of a solid phase during cooling liquid melt has been studied. During cooling, the compositions of the liquid and solid phases and the equilibrium conditions change. Therefore, each subsequent layer, “freezing” on the grain, will have a slightly different composition. This paper proposes a method for calculating the structure of the grain changes with increasing distance from the center. Corresponding mathematical model has been created. It is based on the following assumptions. Growing grains are considered as spherical. The temperature alignment in the system and the composition alignment in the liquid phase occur instantly. The alignment of the solid phase composition does not occur. Also, it is assumed that local equilibrium of the liquid phase with the solid phase on the grain surface is observed at any temperature. The characteristics of this local equilibrium can be found out from the corresponding equilibrium state diagram. The balance equation of phase masses and masses of their components at infinitesimal temperature decrease was made. It was assumed that the local equilibrium of the liquid phase and the infinitely thin layer of the solid phase, formed during this decrease in temperature, is observed. Taking to the limits, we have obtained a differential equation describing the investigated process. The solution of this equation has been obtained in the form of the solid phase mass as an integral function of the temperature. The grain composition depending on the distance from its center is obtained in the form of parametric functions expressing the radius of the current grain point and its composition at this point depending on the temperature. A computer program for the calculation of the mathematical model equations have been created. To use the model, it is needed to know the composition of the initial melt, the average density of the solid phase and the equations of the liquidus and solidus lines in the form of functions of concentration vs the temperature. An example of the calculation is presented.
Бесплатно
X-ray study of yttrium texture using standard and extended dialing pole densities
Статья научная
Various methods of experimental study of the texture of polycrystalline metals and alloys are considered. The texture formed upon plastic deformation or upon recrystallization annealing leads to anisotropy of the physical and mechanical properties of metallic materials. For express calculations of the values of anisotropic physical properties of polycrystals, methods based on the use of integral characteristics of textures are preferred. An X-ray method for calculating orientation factors for textured metals with a hexagonal close-packed structure is discussed. Calculation of the orientational factor of texture Δi assumes averaging over the representative volume of the polycrystalline sample under study. The basis for calculating the orientational factors of a textured polycrystal is the reverse pole figure. In the standard method for calculating the reverse pole figure of hcp metals, 17 crystallographic orientations are used. Yttrium texture analysis can be performed using an extended set of pole densities on the reverse pole figure. A method for calculating the reverse pole figure for hcp metals is proposed, which takes into account 24 crystallographic orientations. The data of X-ray diffraction studies of polycrystalline yttrium after deformation by cold rolling with a degree of deformation = 45% are discussed. On the basis of the obtained X-ray data, the reverse pole figures of deformed yttrium were constructed using the standard method and using an extended set of pole densities. The orientation factor of the texture Δi of the deformed yttrium polycrystal was determined. A comparative calculation of the resistivity ρi of textured yttrium has been performed using two experimental procedures. The extended set of pole densities on the reverse pole figure is most convenient when studying samples in which a sharp deformation texture is formed. The proposed technique accurately describes the dynamics of texture formation, describes more precisely the features of the pole density distribution on the reverse pole figure, and allows one to determine the anisotropic physical properties of materials.
Бесплатно
Анализ показателей качества стали 40С2А в процессах производства гнутых пружинных изделий
Статья научная
В работе представлены результаты исследования свойств стали 40С2А применительно к различным этапам производства пружинных изделий. Указанные исследования позволили провести оценку реализуемости процессов, применяемых в пружинном производстве. Выполненные исследования показали, что горячекатаная сталь 40С2А после металлургического передела не может быть непосредственно использована в производстве пружинных изделий без предварительной смягчающей термической обработки, если в технологический процесс включены операции холодной пластической деформации. По результатам выполненных исследований рекомендованы параметры некоторых процессов переработки стали 40С2А.
Бесплатно
Анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату
Статья научная
Выполнен анализ технических требований, предъявляемых к ультрахладостойкому листовому прокату по выбранным направлениям наукоемких отраслей промышленности. Определены возможные потребители разрабатываемой продукции и конкуренты, предлагающие аналогичную продукцию. Проведен анализ показателей качества, установленных для аналогичной продукции в технических документах российских и зарубежных организаций. Установлен достигнутый уровень свойств данного вида проката в России и за рубежом.
Бесплатно
Аналитические возможности оценки степени гомогенности литых алюминиевых сплавов
Статья научная
Гомогенизация отливок из литых алюминиевых сплавов имеет приоритетное значение для улучшения их технологических параметров. Режим гомогенизирующего отжига регулируется двумя параметрами - температурой и временем выдержки. Традиционно используются одно или двухступенчатые режимы отжига. Для оценки степени гомогенности расплава после таких термообработок на предприятиях, как правило, используются различные методы механических испытаний. В работе предлагается новый метод расчета критерия оценки гомогенности структуры литых сплавов на примере алюминиевого сплава В95. Критерием гомогенности γ может служить степень приближения составов локальных объемов литых сплавов к марочному составу. Как показывает опыт, измерения содержания легирующих элементов удобнее проводить по осям дендритов. Дендриты, как правило, обеднены основными легирующими элементами, которые обычно локализованы в междендритных объемах. Принимая за величину, характеризующую степень негомогенности литого сплава, отклонение состава от марочного (Δ), критерий гомогенности можно представить в виде: γi = 1 - Δ. Для совершенного гомогенного сплава значение критерия гомогенности должно приближаться к 1. Рассчитанный по данной формуле средний коэффициент гомогенности для литого сплава В95 равен γ∑ = 0,503. Сравнивая содержание легирующих элементов в центре зерен и по границам гомогенизированных зерен, следует отметить, что локальный состав зерен и в центре, и на границах стал близок к марочному составу сплава В95. На это указывает и близкий к 1 введенный ранее условный коэффициент гомогенности γ. Действительно, средний коэффициент гомогенности стал равен γ∑ = 0,94. Предложенный метод рекомендован в качестве аналитического способа для оценки степени гомогенности алюминиевых литых сплавов, а в качестве критерия гомогенности γ можно предложить обобщенный расчетный показатель, построенный на основе анализа локальных составов по осям дендритов и междендритных областей.
Бесплатно
Взаимосвязь текстур деформации и рекристаллизации в технически чистом алюминии
Статья научная
Структура и текстура проволоки из технически чистого алюминия были исследованы после прокатки с суммарной степенью деформации 90 % и отжигов при температурах 200 и 500 °C. Основной метод исследования - ориентационная микроскопия с использованием дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD). В результате деформации по всему сечению проволоки была сформирована структура, состоящая из вытянутых зерен, характеризующихся наличием ограниченной текстуры, состоящей из компонент: слабой {110} и сильной {112}, но при этом рассеянной поворотом вокруг направления прокатки. В результате рекристаллизации была сформирована разнозернистая структура, характеризующаяся бимодальным распределением размеров зерен. При рекристаллизации формировались и росли зерна со следующими ориентациями: {112}, находящаяся в области рассеяния деформационной компоненты; близкая к {100}, образованная поворотом вокруг оси на 52° от деформационной компоненты {112} {112}, образованная поворотом вокруг оси на 52° от деформационной компоненты {110}. Формирование текстуры рекристаллизации было объяснено подвижностью в металле с ГЦК-решеткой специальной РСУ границы Σ25b, появлению которой предшествовало образование соответствующих специальных разориентаций между компонентами деформационной текстуры.
Бесплатно
Влияние азота и нитридообразующих элементов на прокаливаемость борсодержащей стали
Статья научная
Изучено влияние концентрации растворенного в стали азота и малых добавок вводимых нитридообразующих элементов на прокаливаемость борсодержащей марганцовисто-ванадиевой стали 40ГФ-ВИ. Показано, что увеличение концентрации азота с 0,004 до 0,015 % увеличивает прокаливаемость стали. Установлено, что при низком содержании в стали азота (0,004 %) уже небольшого количества титана (около 0,02 %) оказывается достаточно для его связывания в нитриды, что позволяет сохранять большую часть бора в активном состоянии (в твёрдом растворе). При содержании азота в пределах 0,010-0,015 %, что характерно для металла электродуговой плавки, остаточное количество титана и алюминия в пределах 0,015-0,020 % каждого недостаточно для связывания всего азота. В результате часть азота расходуется на образование нитридов бора, что уменьшает эффект влияния последнего на прокаливаемость марганцовисто-ванадиевой стали, микролегированной бором.
Бесплатно
Влияние азота на механические свойства и технологическую пластичность аустенитной стали
Статья научная
Изучено влияние азота (до 0,30 мас. %) на макроструктуру, механические свойства и технологическую пластичность хромоникельмарганцевой стали в сравнении с низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой сталью 03Х18Н11. Изучение макроструктуры слитков опытных сталей в продольном и поперечном направлении показало изменение механизма кристаллизации металла. Добавка азота приводит к уменьшению ширины столбчатых и увеличению зоны равноосных кристаллов, а также вызывает измельчение зерна и уменьшение усадочной рыхлости при одинаковых условиях кристаллизации и охлаждения слитка. Показано, что увеличение концентрации азота в стали приводит к существенному возрастанию прочностных свойств (на 30-60 %) стали при практически неизменной пластичности металла в условиях испытаний при комнатной температуре. С увеличением температуры испытаний происходит постепенное выравнивание прочностных свойств азотистой стали и 03Х18Н11. Наряду с этим обнаружено существенное уменьшение технологической пластичности (~ в 1,5-2,0 раза) азотистой стали при температурах горячей деформации аустенитных сталей. Данное обстоятельство свидетельствует о необходимости изучения вопроса о микролегировании опытной стали бором или редкоземельными металлами для исключения больших потерь на зачистку по поверхностным дефектами в случае промышленного освоения азотистой хромоникельмарганцевой аустенитной стали. Дополнительно оценивали хладоломкость стали с азотом при отрицательных температурах вплоть до -196 °C. Установлено, что до проведения испытаний содержание альфа-фазы в металле составляло менее 1,0 %, а при исследовании разрушенных ударных образцов после испытаний на хладноломкость на поверхности излома обнаружена магнитная фаза в количестве 1,4 % при температуре испытания -100 °С и 2,2 % при температуре испытания -196 °С, что свидетельствует о деформационной природе их возникновения и объясняет снижение ударной вязкости стали с уменьшением температуры испытаний.
Бесплатно
Статья научная
Улучшить технологические и эксплуатационные свойства белых высокохромистых чугунов можно путем изменения соотношения основных химических элементов в отливках, комплексного легирования, микролегирования и модифицирования, условий кристаллизации металлов в отливках и методов термической обработки, что позволяет управлять процессом формирования структуры и свойств металла в отливках. Стабильность структуры и жароизносостойкость зависят от типа и морфологии карбидов и соответствующей металлической основы, химического состава структурных составляющих, которые определяют защитные свойства оксидных слоев, так как авторами было показано, что окалиностойкость является структурно-чувствительным свойством. Изучение влияния бора и режимов охлаждения в литейной форме на распределение химических элементов в фазах чугунов системы Fe-C-Cr-Mn-Ni-Ti, обеспечивающих стабильность структуры и эксплуатационных свойств при рабочих температурах, является актуальной задачей.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведены расчетные равновесные фазовые диаграммы многокомпонентных свинцовых латуней типа ЛС59-1, в составе которых варьировалось количество как основных компонентов (Zn, Pb), так и примесей (Fe, Al, Si и др.). Термодинамическое фазовое равновесие в сплавах Cu-Zn, составляющих основу латуни ЛС59-1, определялось с помощью базы данных FTLite и пакета термохимического программного обеспечения FactSage 8.0 (и более поздних версий), позволяющих вычислять условия для многофазного, многокомпонентного равновесия. Установлено, что в равновесном состоянии в данных сплавах присутствуют в качестве основных фаз β-, α-твердые растворы с решетками ОЦК и ГЦК соответственно, а также жидкий раствор на основе легкоплавкого свинца; причем количество β-фазы убывает, а α-фазы увеличивается с понижением температуры. Примеси частично растворяются, чаще в ОЦК-фазе. Кроме того, на их основе формируются твердые и хрупкие частицы неметаллических включений, образовавшихся ещё при кристаллизации. С увеличением содержания свинца и примесей понижается температура солидуса весьма заметно. Полученные равновесные диаграммы дают полезную информацию при анализе процессов и структуры промышленных сплавов. Так при неравновесной кристаллизации температуры конца кристаллизации понижается более существенно, что нужно учитывать при назначении режима горячей деформации. Фазовый и структурный составы изученных латуней при температуре 730 °С в равновесном состоянии и охлажденных после горячей штамповки с этой же температуры в промышленных условиях не совпадают не только количественно, но и качественно. В первом случае сплавы № 1 и 5 являются двухфазными - (α + β), остальные (№ 2, 3, 4) - однофазными с β-структурой. В готовых изделиях материал № 2 - это α-латунь, остальные сплавы - двухфазные.
Бесплатно
Влияние германия и стронция на микроструктуру и механо-технологические свойства сплава АК9М2
Статья научная
Литейный алюминиево-кремниевый сплав АК9М2 широко используется в автомобилестроении для литья отливок различного назначения. Данный сплав при литье подвергается модифицированию натрием. Однако эффект модифицирования натрием не превышает 30-40 минут, что требует проведения повторной операции. В последнее время все больше в литейном производстве при литье отливок из силуминов применяются лигатуры алюминия со стронцием, которые отличаются длительным действием сохранения эффекта модифицирования вплоть до восьми и более часов, а также после 2-4 переплавов. В связи с этим в работе приведены результаты исследования влияния совместных добавок германия и стронция на механические свойства медистого силумина марки АК9М2, а также микроструктуры сплавов. Показано, что добавки стронция и германия совместно обеспечивают высокую кооперативность роста фаз в эвтектике α-Al-Si, а также упрочнение α-твердого раствора алюминия. Германий и стронций оказывают модифицирующее влияние на микроструктуру сплава АК9М2, результатом чего является рост механических свойств сплавов. При этом добавки до 0,1-0,3 % германия увеличивают жидкотекучесть сплава АК9М2 более чем в 1,3 раза. Это сопровождается уменьшением объема концентрированной усадочной раковины на 10-12 %. Добавки стронция благоприятно сказываются на жидкотекучести сплава лишь при содержании германия около 0,1 % (по массе). Положительное влияние германия на механические и литейно-технологические свойства сплава АК9М2 усиливается в присутствии стронция.
Бесплатно
Влияние горячей прокатки на анизотропию механических свойств алюминиевого сплава 6061
Статья научная
Исследовано влияние изменения скоростных режимов горячей прокатки на механические свойства плиты алюминиевого сплава 6061 системы Al-Mg-Si. Горячая прокатка осуществлялась в двух режимах: при наименьших временных затратах и при пониженной скорости прокатки. После горячей прокатки из центральной части полос отбирались образцы для определения стандартных характеристик, описывающих механические свойства материала: временное сопротивление разрыву σв, условный предел текучести σ0,2 и относительное удлинение δ. Полученные значения зафиксировали анизотропию прочностных свойств. Прочностные свойства во всех случаях были максимальны поперек направления прокатки и минимальны под углом 45° к нему. Снижение скорости прокатки привело к большему упрочнению. Пластические свойства плиты оказались практически изотропными. Ориентационный анализ образцов, основанный на дифракции обратно рассеянных электронов (Electron Backscatter Diffraction - EBSD), показал, что вне зависимости от режима горячей прокатки наблюдалась ярко выраженная кристаллографическая текстура. Основными компонентами текстуры являлись ориентировки: две из {110}, две из {112}, а также (001)[010] и (110)[001]. С помощью программного обеспечения системы анализа Oxford Instruments для одноосного напряженного состояния рассчитывались факторы Тейлора, представляющие собой кристаллографические характеристики относительной прочности материала. Полученные величины факторов Тейлора для образцов, отобранных на механические испытания, подтвердили, что анизотропия прочностных свойств горячекатаной алюминиевой плиты в основном определяется текстурой материала, показателем которой является усредненный по кристаллографическим ориентировкам фактор Тейлора.
Бесплатно
Статья научная
Цель работы состоит в оценке относительной энергии границ зерен гафниевой бронзы, продеформированной методом динамического канально-углового прессования (ДКУП), с помощью сканирующей туннельной микроскопии. В процессе работы проведены следующие исследования. 1. Отработана методика пробоподготовки образцов Cu-Hf, подвергнутых интенсивной пластической деформации (ИПД) методом ДКУП, для последующих исследований методом туннельной сканирующей микроскопии, обеспечивающая усредненное значение среднеквадратичной шероховатости поверхности около 2 нм. 2. С помощью сканирующей туннельной микроскопии получены изображения структуры поверхности гафниевой бронзы, которые обработаны с помощью программы-приложения Gwyddion. В результате рассчитаны профили границ зерен, на основании которых вычислялись значения двугранных углов у дна канавок травления и рассчитывались относительные энергии границ зерен. 3. Установлено, что после деформации ДКУП средняя относительная энергия границ зерен почти в два раза превышает относительную энергию границ зерен поликристаллической меди. Таким образом, в результате ДКУП в образцах формируются неравновесные границы зерен. 4. Показано, что с увеличением числа проходов ДКУП происходит увеличение средней относительной энергии границ зерен, что свидетельствует об увеличении степени их неравновесности.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты экспериментов по термодиффузионному хромированию образцов конструкционной стали с использованием внутреннего эмиссионного поля, создаваемого в технологической засыпке при нагреве. Показана возможность регулировать эффективность работы термоэмиссионного поля за счет изменения доли добавки-эмиттера в технологическую засыпку. Так, для создания поля в разделительную часть базовой технологической засыпки вместо инертного оксида алюминия вводили смесь следующего состава: порошки шеелита (CaWO4), серпентина (Mg3Si2O7), MgO, двухкальциевого силиката (γ-2•CaO•SiO2). Вариативные составы формировались на основе базовой смеси с добавлением в одном случае порошка ферровольфрама, во втором случае - порошка ферровольфрама и дополнительной порции шеелита. Выбор указанных материалов был основан на результатах предварительных экспериментов по измерению в металлических и оксидных компонентах термоэмиссионного тока. Насыщение образцов стали 35Х2Н3 хромом проводилось при температуре 1000 °С в течение 24 ч. Контроль химического состава диффузионного слоя на металлических образцах проводили на универсальном сканирующем (растровом) электронном микроскопе JEOL JSM-6460 LV. Измерение микротвердости покрытий проводилось на микротвердомере FM-800. Полученные результаты показывают, что повышение доли вольфрамсодержащей добавки-эмиттера (ферровольфрама и шеелита CaWO4) в технологической засыпке обеспечивает увеличение скорости диффузии хрома за счет интенсификации процесса транспортировки атомарного хрома к насыщаемой поверхности, обеспечивая увеличение глубины диффузии хрома в 1,3 раза по сравнению с засыпкой базового состава. Использование в качестве добавок-эмиттеров сильных карбидообразующих элементов вызывает изменение фазового состава хромистых покрытий и увеличение в них доли нитридных фаз CrN и карбидных фаз на основе вольфрама. Твердость хромированной поверхности в технологической засыпке с низким содержанием добавки-эмиттера (10 мас. %) составляет 744 HV, при увеличении доли добавки-эмиттера до 18 и 30 мас. % твердость возрастает до 808 HV, что связано с увеличением концентрации хрома на поверхности.
Бесплатно
Статья научная
В условиях жесткой эксплуатации, таких как агрессивное воздействие абразивов, высокая температура и вредные рабочие среды, предпочтение отдают деталям машин и оборудования, которые изготовлены в основном из белых чугунов. Структура и количество карбидной фазы в этих чугунах влияют на их механические свойства и способность сопротивляться износу при повышенной температуре. Особой износоустойчивостью белые чугуны обязаны высокому содержанию первичных карбидов МС и эвтектических карбидов типа М7C3 в матрице, которая в основном состоит из аустенита или аустенита и феррита. Существует большое разнообразие технологических методов, которые призваны улучшить специальные характеристики чугунов, сосредоточенных в основном на улучшении структуры материалов. Самыми эффективными способами для повышения механических и специальных свойств литейных сплавов являются рафинирование и комплексное модифицирование. Повышение жаростойкости чугуна происходит в результате удаления вредных примесей из расплава и образования тугоплавких включений, таких как SrO и имеющихся в карбонате MgO, Al2O3, SiO2. Эти включения служат центрами кристаллизации, что приводит к переохлаждению расплава и измельчению структуры. Модифицирующее действие карбоната обусловлено образованием оксида SrO, эти включения действуют как модификаторы второго рода. При нагреве чугуна на поверхности отливок формируется оксидная пленка из хромата стронция (SrCrO4), которая имеет более высокую плотность и лучшую адгезию к металлической основе, чем оксидная пленка типа шпинели (FeO•Cr2O3). Это приводит к улучшению сопротивляемости образованию окалины.
Бесплатно
Влияние кремния и микролегирующих элементов на коррозионную стойкость аустенитной стали
Статья научная
Изучено влияние концентрации кремния (в пределах 0,14-0,78 мас. %), добавок бора и редкоземельных металлов на коррозионную стойкость низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой стали типа Х18Н11. Показано, что увеличение концентрации кремния в стали с 0,14 до 0,78 мас. % увеличивает скорость межкристаллитной коррозии в сильно окислительной среде (азотная кислота): в закаленном состоянии только при испытании в растворе 27 % HNO3 + 4 г/л Cr+6 и в сенсибилизированном состоянии. При этом повышение температуры нагрева под закалку до 1150 °С позволяет значительно снизить скорость коррозии у стали с 0,78 мас. % Si, мало влияя на скорость коррозии низкокремнистой стали. Установлен различный характер травления образцов при проведении испытаний. Низкокремнистая сталь при испытаниях в азотной кислоте корродирует преимущественно по границам двойников, а высококремнистая сталь - преимущественно по границам аустенитных зерен. Исследовано совместное влияние увеличения концентрации азотной кислоты (от 20 до 65 %) и температуры испытаний (от 100 до 130 °С). С поверхности образцов высококремнистой стали значительное выпадение зерен происходит в условиях испытаний в 56 и 65 % HNO3 при 120 и 130 °С, что резко увеличивает коррозионные потери образцов этой стали, в то время как выпадения зерен у стали с низкой концентрацией кремния не наблюдали. При меньших температурах и концентрациях азотной кислоты коррозионные потери всех сталей сблизились. Показано, что микролегирование редкоземельными элементами не ухудшает коррозионную стойкость сенсибилизированной стали. В отличие от РЗМ, легирование хромоникелевой стали даже небольшой добавкой бора (0,0015 %) на порядок уменьшает коррозионную стойкость стали. Повышение температуры нагрева под закалку бористой стали привело к увеличению скорости коррозии.
Бесплатно
Влияние легирования на свойства высокоотпущенных сталей, применяемых для производства обсадных труб
Статья научная
Изучено влияние легирования на свойства высокоотпущенных сталей, применяемых для производства обсадных труб. Показано, что увеличение содержания молибдена от 0,15 до 0,53 % обеспечивает заметный рост механических характеристик хромомолибденовых сталей при отпуске 600-690 °С. Легирование ванадием и ниобием способствует дополнительному повышению прочностных свойств. Наибольшее упрочнение стали с 0,32 % молибдена в высокоотпущенном состоянии обеспечивает комплексное легирование ниобием и ванадием.
Бесплатно
Влияние плазменной резки на микроструктуру и твердость высокопрочной стали
Статья научная
Одним из наиболее перспективных направлений развития современного машиностроения является применение высокопрочных сталей при создании продукции, удовлетворяющей всем современным требованиям рынка. Применение таких сталей позволяет снизить металлоемкость изготавливаемых конструкций за счет уменьшения толщины применяемого металла при сохранении прежней конструктивной прочности, увеличить срок службы изделий за счет повышения износостойкости, а также повысить надежность создаваемой продукции. Процесс переработки высокопрочных сталей имеет ряд особенностей, связанных с повышенной чувствительностью таких сталей к тепловому воздействию. Целью данной работы является исследование влияния плазменной резки на микроструктуру и твердость в зоне термического влияния высокопрочной стали твердостью 500 HBW. Для этого проведены исследования микроструктуры в зоне термического влияния плазменной резки высокопрочной листовой стали твердостью 500 HBW. Результаты исследований показали наличие в зоне термического влияния участков с различной структурой и свойствами: обезуглероженный участок, участок закалки, участок неполной закалки, участок отпуска, основной металл. По мере удаления от границы реза скорость охлаждения и температура металла снижаются, что приводит к понижению твердости стали. Микроструктура основного металла имеет игольчатый вид и состоит из реек разной ориентации и размеров. Структура отдельных участков зоны термического влияния: участка закалки - мартенсит, участка неполной закалки - мартенсит + феррит, участка отпуска - мартенсит отпуска. Также определена общая протяженность зоны термического влияния и длина отдельных ее участков.
Бесплатно
Влияние режимов термической обработки на структуру бронзы БрНХК
Статья научная
Никель-хром-кремнистая бронза БрНХК, используемая для изготовления контактов, относится к числу умеренно дисперсионно-твердеющих и упрочняется холодной пластической деформацией закаленного сплава с последующим старением. Однако изделия, изготовляемые из бронзы БрНХК, часто не обладают достаточной стабильностью усилия размыкания контактов в процессе эксплуатации. В работе приведены результаты исследования структуры бронзы БрНХК в закаленном и деформированном состояниях, а также после различных режимов старения. Установлено, что уже после закалки в твердом растворе наблюдаются частицы различной формы и размеров на основе хрома с кремнием и отличающиеся содержанием меди и никеля. Старение при 500 °C способствует увеличению размеров выделившихся крупных частиц и обогащению мелких частиц никелем. Показано, что двухступенчатое старение повышает сопротивление релаксации напряжений бронзы БрНХК как в деформированном, так и недеформированном состояниях по сравнению с одинарным старением вследствие изменения химического состава, природы и дисперсности выделившихся фаз.
Бесплатно
Статья научная
Коррозия является одним из основных факторов, ограничивающих срок эксплуатации нефте- и газопроводных труб. Для повышения коррозионной стойкости стали легируют элементами, которые позволяют получить плёнку окислов, защищающую металл от растворения. В то же время можно ожидать, что и для обычных углеродистых и низколегированных сталей скоростью коррозии можно до некоторой степени управлять, изменяя их структуру путём термической обработки. Данное исследование посвящено изучению этого фактора на примере трубных сталей 20А и 20ФА. С этой целью стали были подвергнуты 18 различным режимам термической обработки, которые включали нормализацию при различных температурах, полную закалку с высоким отпуском и закалку из межкритического интервала с высоким отпуском. После термической обработки были исследованы механические свойства и скорость равномерной (общей) коррозии сталей в модельной среде, содержащей сероводород, с целью выявить возможное влияние структурных изменений на стойкость против коррозии. Наихудшую коррозионную стойкость обеспечивали режимы с закалкой из межкритического интервала Ac1…Ac3, по-видимому, потому, что перераспределение углерода и легирующих элементов между α- и γ-фазами во время выдержки в межкритическом интервале усиливает коррозию. Но в целом коррозионная стойкость сталей колебалась нерегулярно, без заметной корреляции с размером зерна, характером структуры, температурой отпуска и уровнем ударной вязкости. Таким образом, наглядно продемонстрировано, что сопротивление трубных сталей коррозии в сероводородной среде в основном определяется не режимом термической обработки и особенностями структуры, а химией процесса растворения металла (например, образованием защитных плёнок), а также, возможно, неметаллическими включениями.
Бесплатно
