Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ВЗАИМОСВЯЗЬ УРОВНЯ ЛЕГИРОВАНИЯ, СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-3-179-186

Полный текст:

Аннотация

В связи с необходимостью решения важных проблем освоения мирового океана, особенно арктических районов, необходимо строительство современного флота, в том числе атомных ледоколов, судов арктического плавания, газовозов, стационарных и плавучих буровых платформ, подводных комплексов, обеспечивающих добычу нефти и газа на континентальном шельфе, обустройство прибрежных районов, строительство портов. Для этого требуется большое количество хладостойких, хорошо свариваемых сталей, причем сталей высокопрочных с целью снижения металлоемкости конструкций. Именно для решения этих задач развернуто строительство дальневосточной, самой крупной в России и в мире, судостроительной верфи «Звезда», модернизируется Выборгский судостроительный завод, «Северная верфь» в г. Санкт-Петербург и др. Создание новых сталей, по возможности с минимальным легированием, унифицированным химическим составом для обеспечения возможности разработки более экономичных технологий сварки и сборки столь уникальных конструкций судов и морских технических сооружений является насущной задачей. В работе рассмотрены вопросы формирования структуры низколегированных сталей с переменным содержанием никеля в процессе пластического деформирования. Исследования проводились на образцах от трех опытных плавок разного химического состава, отличающихся содержанием никеля (0,5, 1 и 2 %). Для выбранных ста- лей проведены испытания на исследовательском комплексе «Gleeble 3800», имитирующие термомеханическую обработку с различными температурными параметрами чистовой стадии прокатки и с ускоренным охлаждением до заданной температуры. В работе представлены результаты исследования структуры методами оптической металлографии и кристаллографического анализа с применением сканирующей электронной микроскопии (EBSD-анализ), определены механические свойства. Показано, что схема термодеформационного воздействия должна быть выбрана в зависимости от уровня легирования, т. е. от конечной превращенной структуры стали (феррито-бейнитной, бейнитной или мартенсито-бейнитной). Установлено, что в сталях с феррито-бейнитной структурой наиболее эффективно упрочнение получено за счет создания малоугловых границ в α-фазе при пластической деформации. Стали с бейнитной структурой не склонны к значительному упрочнению за счет изменения температурных параметров деформации на чистовой стадии термомеханической обработки, а в мартенсито-бейнитных сталях не выявлено режимов, обеспечивающих создание дополнительных малоугловых границ, что, возможно, связано с последующим воздействием полиморфного превращения по сдвиговому механизму.

Об авторах

А. С. Орыщенко
ЦНИИ КМ «Прометей» имени академика И.В. Горынина НИЦ «Курчатовский институт»
Россия

д.т.н., генеральный директор



В. А. Малышевский
ЦНИИ КМ «Прометей» имени академика И.В. Горынина НИЦ «Курчатовский институт»
Россия

д.т.н., советник генерального директора

191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, д. 49



С. Н. Петров
ЦНИИ КМ «Прометей» имени академика И.В. Горынина НИЦ «Курчатовский институт»
Россия

к.х.н., начальник лаборатории



Е. А. Шумилов
ЦНИИ КМ «Прометей» имени академика И.В. Горынина НИЦ «Курчатовский институт»
Россия

инженер II категории



Список литературы

1. Горынин И.В., Рыбин В.В., Малышевский В.А. и др. Экономно-легированные стали с наномодифицированной структурой для эксплуатации в экстремальных условиях // Вопросы материало- ведения. 2008. № 2 (54). С. 7 – 19.

2. Горынин И.В., Хлусова Е.И. Наноструктурированные стали для освоения месторождений шельфа Северного ледовитого океана // Вестник РАН. 2010. № 12. С. 1069 – 1075.

3. Рыбин В.В., Хлусова Е.И., Нестерова Е.В., Михайлов М.С. Формирование структуры и свойств низкоуглеродистой низколегированной стали при термомеханической обработке с ускоренным охлаждением // Вопросы материаловедения. 2007. № 4(52). С. 329 – 340.

4. Хлусова Е.И., Мотовилина Г.Д., Голосиенко С.А. Возможности повышения прочностных характеристик экономнолегированных высокопрочных сталей за счет образования наноразмерных карбидов // Вопросы материаловедения. 2010. № 4 (64). С. 27 – 32.

5. Ермакова С.В., Орлов В. В., Круглова А.А., Хлусова Е.И. Сравнительные исследования фазовых превращений, структуры и свойств марганцево-никелевой стали после закалки с отпуском и термомеханической обработки // Проблемы черной металлургии и материаловедения 2010. № 4. С. 60 – 67.

6. Хлусова Е.И., Мотовилина Г.Д., Пазилова У.А., Голосиен- ко С.А. Влияние легирования на структуру и свойства высо- копрочной хладостойкой стали после термической и термомеханической обработки // Вопросы материаловедения. 2007. № 1(49). С. 20 – 31.

7. Хлусова Е.И., Круглова А.А., Орлов В.В. Влияние технологических режимов и химического состава на размер аустенитного зерна в низкоуглеродистой стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. № 12. С. 8 – 12.

8. Круглова А.А., Орлов В.В., Хлусова Е.И. Влияние горячей пластической деформации в аустенитной области на формирование структуры низколегированной низкоуглеродистой стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. № 12 (630). С. 8 – 12.

9. Михайлов М.С., Немец А.М., Нестерова Е.В. и др. Фазовые превращения в низкоуглеродистой высокопрочной стали при моделировании ТМО на деформационном дилатометре // Сб. тезисов II Междунар. школы «Физическое металловедение». – Тольятти, 2006. С. 172.

10. Козлов Э.В., Попова Н.А., Конева Н.А. Фрагментированная субструктура, формирующаяся в ОЦК-сталях при деформации // Известия РАН. 2004. Т. 68. № 10. С.1419 – 1427.

11. Рыбин В.В. Закономерности формирования мезоструктур в ходе развитой пластической деформации // Вопросы материаловедения. 2002. № 1. С. 11 – 33.

12. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали / Под ред. М. Л. Бернштейна. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.

13. Ковальчук М.В., Орыщенко А.С., Малышевский В.А. и др. Проблемы создания технологичных экономнолегированных сталей для арктических конструкций // Вопросы материаловедения. 2017. № 2(90). С. 7 – 16.

14. Хлусова Е.И., Михайлов М.С., Орлов В.В. Особенности формирования структуры толстолистовой стали при термомеханической обработке // Деформация и разрушение. 2007. № 6. С. 18 – 25.

15. Hanlon D.N., Van der Zwang S.J.S. The effect of plastic deformation of austenite on the kinetics of subsequent ferrite formation // ISN Int. 2001. No. 9. P. 1028 – 1036.

16. Коротовская С.В., Нестерова Е.В., Орлов В.В., Хлусова Е.И. Влияние параметров пластической деформации на формирование ультрамелкозернистой структуры в низколегированных бейнитных сталях // Вопросы материаловедения. 2011. № 1(65). С. 100 – 109.

17. Рыбин В.В. Структурно-кинетические аспекты развитой пластической деформации // Изв. вуз. Физика. 1991. № 3. С. 7 – 22.

18. Счастливцев В.М., Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л. и др. Микроструктура и свойства низкоуглеродистой свариваемой стали после термомеханического упрочнения // Физика метал- лов и металловедение. 2012. Т. 113. № 5. С. 507.

19. Рыбин В.В., Рубцов А.С., Коджаспиров Г.Е. Структурные превращения в стали при прокатке с различной степенью и дробностью деформации // Физика металлов и металловедение. 1984. Т. 58. Вып. 4. С. 774 – 781.

20. Круглова А.А., Орлов В.В., Хлусова Е.И., Голованов А.В. Влияние параметров термомеханической обработки на структуру и свойства горячекатаной толстолистовой низколегированной стали улучшенной свариваемости // Производство проката. 2009. № 3. С. 21 – 28.

21. ГОСТ Р52927-2015. Прокат для судостроения из стали нормальной, повышенной и высокой прочности. – М.: Стандартинформ, 2015. – 62 c.


Для цитирования:


Орыщенко А.С., Малышевский В.А., Петров С.Н., Шумилов Е.А. ВЗАИМОСВЯЗЬ УРОВНЯ ЛЕГИРОВАНИЯ, СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(3):179-186. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-3-179-186

For citation:


Oryshchenko A.S., Malyshevskii V.A., Petrov S.N., Shumilov E.A. INTERRELATIONS OF ALLOYING LEVEL, STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF HIGH-STRENGTH STEELS. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(3):179-186. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-3-179-186

Просмотров: 214


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)