Введение к работе
-;:-:.сг;-Пошше!ше качества ыоталла и увеличение ресурса работы конструкций являются одной из основных задач металлургии и металловедения. В связи с возрастающими требованиями, предъявляемыми к авиационным материалам, пошшением уровня рабочих напряжении особенно остро стоит вопрос о повішений конструктивной прочности изделий и характеристик надежности, включающих и склонность к хрупкому разрушении.
Склонность сталей к хрупкому разрушению, возраставшая при понижении температури и повышении скорости прикладываемой нагрузки, определяется многочисленными факторами - структурой, наличием и морфологией неметаллических включений, концентрационных неодно-родностей и примесей. Для обычных- конструкционных сталей (углеродистых, низко- и среднелегированных) влияние этих факторов ва склонность к хрупкому разрушению изучено достаточно полно. С появлением нового класса сталей, мартенситностароюдих, типа 03H18K9L55T, чистых по примесям, сложилось представление о невосприимчивости их к отпускной хрупкости. Высокая вязкость матрицы" і находящиеся.вне интервала проявления хрупкости температуры старения способствовали закреплению отого представления. Переход к левее легированным мартенситностаревдим сталям различных видов зереплава (открытого, злвктрошшкового, вакуумно-дугового), содержащих углерода до 0,15 %, более високий уровень примесей и ис-іользованло для упрочнения температур старения, опасных с точки іроная охрупчивакия, привали к проявлению хрупкости, несмотря на 5ЫСОКИЙ уровень вязкости матрицы. В частности, с применением мар-онситностареодай стали 08Л5Ы5Д2Т (ЭП-410, ВНС-2) в авиационной ехнике для большой номенклатуры изделий появились случаи свижэ-шя ударной вязкости до значений 5-Ю aVcm . Большое число фак-оров, влияющих на охрупчиваняе, связанное с большим объемом про-эводства (колебания по химическому составу, отклонения в термо-еханических режимах деформации), высокая стоимость изделий и неостаточний обьеа публикаций обусловила необходимость проведения сследований с цельа понимания причин охрупчивания и поиска путей правления свойствами вышеуказанной стали электрошлакового и ва-уумво-дугового пораплавоэ..
Работа выполнена на Верхнесалдинском металлообрабатывающем производственном объединении им. В.И.Ленина и в лаборатории ядер ного гамма-резонанса Физико-технического института УрО АН СССР в соответствии о темой 1.3.2.5 "Исследование природы и разработка методов получения нових металлических материалов с заданными свойствами" (К гос.pep. (640069497).
Цель и задачц исследования. Целы) данной работы являлось установление причин охрупчивашя я факторов, определяющих процесі охрудчивания, а ташке оценка вклада каждого из факторов в формирование свойств мартенситностарввдей стали 08Я5Н5Д2Т после тор-моупрочняющей обработки и разработка рекомендаций, направленных на снихенио или устранение хрупкости.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:
- изучение физических свойств закаленной стали при нагреве в ин-
. тервал температур 200-500 С и установление взаимосвязи их о
механическими характеристиками;
определение температурных интервалов выделения охруачаваодих фаз при охлаждении и условий, при-которых их влияние исключается;
изучение кинетики распада при старении жалезо-хром-накедевого ы. -твердого раствора исследуемой стали;
установление влияния способа переплава, условий нагрева под завалку и старения, а также режимов предварительной обработки на степень охрудчивания при старении;
исследование влияния титана на формирование структуры, фазовогс состава и ударной.вязкости после старения в интервале температур 400-500 С;
разработка рекомендаций для исключения случаев проявления хрупкости готовых изделий.
ДММ№ИИі Шйосидое И9 защиту;
экспериментальные данные по склонности исследуемой стала к охрупчиваншэ после всех технологических операций (при охлаждении о температур деформации, закалка, упрочняющего старения в интервала температур 400-500 С);
зависимость влияния содержания титана и отношения титана к углероду (Ті /с ) на структуру, фазовый состав и ударную вязкость при старении в интервале температур 400-500 С;
способ получения тонких холоднокэтанных листов с повышенной технологической пластичностьо;
методические рекомендации, направлешшо на повышение уровня ударной вязкости полуфабрикатов и готошх изделий из исследуемой стали.
Ншадшишшша:
установлена склонность к отпускной и высокотемпературной тепловой хрупкости мартенситностарещей стали (ЖЕ5Н5Д2Т;
высказана гипотеза о связи охрупчивания с образованием высокохромистых зон размером до 5 на и наличном атомов внедрения;
установлено различие в кинетика расслоония по хрому в модельном сплава Л5 и стали 08Я5Н5Д2Т;
на примере исследуемой стали установлено неоднозначное влияние малых добавок титана на формирование структуры, фазового соста-за и свойств при старения.
определена возмозцость создания прецизионного состава стали 08ХІ5Н5Д2Т, именного уровень вязкости в 2-2,5 раза более высокий, чем исследуемая сталь в среднем по марко при сохранении уровня прочности;
разработаны pesnuu термообработки крупногабаритных штамповок и профилой из стали 08Л5Н5Д2Т элоктрошлакового пореплава, исклю-чащих охрупчивание изделий;
г уточнен химический состав марки исследованной стали по никелэ и титану.
При внедрении разработанных режимов получен экономический эффект в сумме 71,3 тыс. рублей.
Ожидаемый экономический эффект от использования разработанных реяиыов в производство холодаокатанных листов составляет 60 тыс. руб. в год.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и об-суздены на слодуэдих научно-технических конференциях и семиЕарах: на ряде отраслевых научно-технических конференций и совещаний в 1Э71-77 гг.; на международной конференции "Ыартенситныэ превращения" (Киев, 1977), на Международном конгресса по кристаллографии (Оттава, Канада 1981), на всесоюзной конференции "Интеркристал-литная хрупкость сталей и сплавов" (Ижевск, 1986); на X школе металловедов-термистов (Ижевск, 1987); на У Совещании по старении
металлических сплавов (Свердловск, 1989); на конференция "Приме нение ыессбауэровской спектроскопии в материаловедении" (Ижевск IS89).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ в от врытой печати.
Объем и структура яисовртаиии. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (108 наименовании) и приложения. В ней содержится 42 рисунка, 6 таблиц. Текстовая часть диссертации изложена на iSC страницах машинописного текст