автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Влияние термоцикличной обработки в атмосфере водорода на структуру и свойства железа и некоторых конструкционных сталей

Р Г Б ОЛ

О В ЙІІЇ’ЖЛГШЛ МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

На правах рукогису

КОЗИРКІНЛ Світлана Валентинівна

ВПЛИВ ТЕРМОЦИКЛІЧНОЇ ОБРОБКИ В АТМОСФЕРІ ВОДНЮ НА СТРУКТУРУ І ВЛАСТИВОСТІ ЗАЛІЗА ТА ДЕЯКИХ КОНСТРУКЦІЙНИХ СТАЛЕЙ

Спеціальність 05.16.01 — «Металознавство га термічна обробка металів»

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Дніпропетровськ — 1997

Робота виконана у Державній металургійній академії України ( «.Дніпропетровськ ).

Науковий керівник доктор іехїіічних наук,

професор Шаповалив В.І.

Офіційні опоненти:

доктор іехпічнпх наук В. В. Пару соп :

' капдидаї іечнічннх наук,

доцет М.С. Нехай

Провідне підприємство: Державшій іруоннії інсшуі

Захист відбудеться "ЗО " Хгп&><Л_______________ІЧЧ7р. в го.тин

на засіданні спеціальної ради ДОЗ. 11.0! при Державній меіалурііншії академії.України за адресою : 320635, м.Дніпропеїровськ, пр.Гаї аріна,4.

З дисертацією можна ознайомитись в Піоліоіені Державної металургійної академії України.

Автореферат розісланий “ Ц9 ” /тфаВи^с іч>ч>7р.

Вчений секретар Ради доктор технічних наук, професор

Сафьян М.М.

Актуальність теми . Вимога до суспільних матеріалів ішмогаг ро -чвиїку, стороння та використання ефекіивних ТЄХНОЛОІ ій обробки металів. Одним і перспективних напрямків осіанпіх років ( рачробка технологічних процесів обі руїшшаних на іермічнін обробіц матеріалів в ріінпх середовищах. Однією і них с водень. Питання вшмодії водню і металами ншжди цікавили вчених іа іехлолої ів, а зараз сіають ще актуальнішими в ¡в'яжу і рошиїком богаїьох іалуїей кольорової та чорної мет алургії, ‘ водневої та термоядерної енергетики, мміі та нафтя-хіми . реакторобулуиання . авіабудування -т;і космонавтики , вакуумної техніки та технології і т.п. Такий інтерес викликаний тим, що водень, ¡находячись усередені металу вшиває помітне змі-неня його фішко-хімічних га механічних властивостей . Однак , сучасні технології, пристрої і агрегати все частіш іаетасовукль водень чи такі робітничі середоііїнца , в котрих він е. Сучасні умови експлуатації боглтьох матеріалів часто •іп'я'іані ч циклічними тміиами температури . Темпера і урні ¡міни маїеріалів в прнсупюсіі водню можуїь привести до 5 м і 11 механічініх власі ивос її й , коїрі ¡ара і недосіатін.о досліджені. Це перешкоджу прої но і\ ванню службових власі ивосп і! богаїьох матеріалі», іак як нема< даних про вилив водню на метали при термоцик-лічннї обробні. В основі іп.оіо впливу (, ¡мінепня мікросіР)кіури іа механічних власгивоси іі . досліджень хімічного складу, що являє собою чадачу екпериментадьного і теоретичного вничення для фундаментальної па\кп .

.. Мета роботи полягає у шпначені впливу водню на мікроструктуру та механічні властивості поліморфних металів і сплавів при тер-моцнклічшіі обробці. Крім [оіо, була посіавлепа ¡адача досліджень*

змінешія механічних властивостей і хімічного складу термоциклірова-них в атмосфері водню та аргону матеріалів. .

Наукова пошта. Удосконалена методика досліджені, впливу термо-циклічної обробки металів та сплавів н контрольованих середовищах.

Вперше одержані якісні і кількісні дані про вплив піску водню , температурного інтервалу та швидкості циклювання на структуру і властивості Армко - заліза, деяких нуглецкнх іа корозійностійких сталей.

Покачано, що ТЦО у водні 'сильно і ріпіоманіпіо змінює структуру досліджуваних маїеріалів . вплниая не тільки на форму . розміри та розподіл структурних складових, але і змінює фаювиіі склад.

Практична цінність.

Отримані кількісні дані, з'являються техничной базою для розробки нових видів термообробки , застосованих иа термоциклюванпі в ■атмосфері, водіііо. Покачано, що дякуючи ТЦО у водні, можливо ефективно змінити структуру заліза і сталі, миги во змішочи їх механічні та експлуатаційні властивості. '

Рекомендовані конкретні дані застосування реіульїаіів робош у практиці термообробки на металургійних та машинобудівних підприємствах.

Апробація роботи. Матеріали дисертації доповідалися за обговорювалися йа республиканских конференціях та міжнародному семінарі : “Молоді вчені і фахівці-металурги - науково-технічному прої ресу у )0-й п’ятирічці “(м.Дніпропетровськ , 1 У78р.), " Підвищення ефективності виробництва і якості металургійної продукції" ( Тбілісі ,|УНІр. ).“ Меіалознав-ство і термообробка прокату" (Кривші Ріі.ІУКІР. ). " Молоді вчені і фахівці - науково-технічному прогресу у металурі її ". (Донецьк', 1981р.), “Структура і властивості металічних’ матеріалів у широкому діапазоні

• з

температур “ ( Ноішкушеиьк , І9К2р.), “ Втасмодія .поліпо і металам» “ ,

( Свердловськ . 19К9р.) . " Проблеми сучасного магеріалошавсгва “,(Дніпропетровськ .1995р..)___________ ___________ .

Публікації. По маїерпалам дисеріаиіі опубліковано % друкованих робот .

Сірукіура га обсяі робоїи . Робоіа складаї іі.ся т нсіупу ,'5 розділів , висновків. списку лпераіурн (97 па їв ), додатків і містить 168 сторінок друкарської о іексіу . 56 мали’жкім ., І5іаблипь.

' ОсиошшП ¡.міст роботи. '

Стан шпання.

Узагальнення літературних даних по ТЦО металів п атмосфері воденю покатує, що ие питання не достатньо вивчено . (снують дані впливу ТЦО на мікроструктуру та механічні властивості таліта. деяких вуглецевих їкоротшностіиких сталей. Є декілька досліджень, присвячених втиаче-ню впливу ТЦО в аімосфері іюлешо на структуру і властивості металів. Однак, ні робиш цілком пс освічуюп. впливу параметрів ТЦО її водні на меіа.тн .

Проведені рапінк дослідження покапкнь. пи) ¡міпення структури при термоппкліоваїпіі сіалі відбуттю її,ся її рсчульїап поліморфною и <-> у персі вореиня . Основшіми ¡мінами сі ру к(> ри при ТЦО сталей вважається дрібнота іериа . Поліморфні переїворсішя при ТЦО металів вивчені переважно на іаліті. '

Термоцик.іюваннн Ге-С силами . оірнманих ірадіїшіїшм методом виплавки • і пряміш відновлюванням. і коротиШостінкої сталі благотворно відбиваєт ься па мехамітмі властивостей цих матеріалів. Зміна В структурі веде до одержання, нідвіпіісної ііііосостіпкості та пластичності.

Термоциклічна обробка технічно чистою, та Армко-заліза приводит до утворення різнозернистої мікросірукгурп . .

Приведені дані дозволяють зробиш висновок. що термоцикліч-иа обробка металів являнься . перспективною іл економічною з •позиції підвищення якості, надійності . довговічності.

Матеріали га методика досліджень.

Використовували такі матеріали :

- чисте' залізо і Fe-C сплави . получеиі прямим відновлюванням (вмістом домішок 0,003 - 0.03" п):

- Армко-за >зо з загальним кмісіом домішок 0,03"'. і коро шїпостійкая

сталь марок 08ХІ8Н9Т та 40X13.

-водень технічної, марки А з крайком роси 20(Ж (ГОСТ 3022-80) і спектрально чистий арі он ,

Для вивчення впливу іермоникліиної обробки в а і мосфері водню

на структуру та властивості досліджуванної о меіалу використовували

спеціальну установку, яка являє собою авіоклав високою зиску, всередені котрого знаходимося наїрівачь. Тсрмоппклюванпя відбувалось системою 'автоматичного управління та рсіулкшанни параметрами процесу. Датчиком темпераіури являлась волі,фрам-реніева іермопара ВР5/20.

Мікр^структурнпп аналіз проводився па оптичному мікроскопі “Neophot-21” у світовому полі з різними збільшеннями .

Для визначення складу лриповерхіезних шарів і дослідження розподілу основних та домішних елементів по глибині зражів корозійностійкої сталі використовували мегол Ожч-спектроскопії (ОЕС) і реиі-тенівської спектроскопії (JSXA-733).

•. Механічні випробування проводили на машині Fi1 100/1 згідно ГОСТ 1497-84 гірп кімшииііі іе.мпераіурі з записом літрам розіиіу-

вания. .

Тнердісіь міряли приладом ТКС-1 при паваїпаженпі на індектор ЗО Кгс—- Індектор -- стольна - кулька ~ ( школа'В)" ГОСТ" 12165-66';

Вимірювання мікрої всрдосіі проводили тсрдоміром ПМТ-З при навантаженні іплскюра 20 і по' ГОСТ l)45D-7fi .

При проведепні досліджень ¡ас і осоїпвалн мсюди ма тематичної о планування експерименті .

Вплив \моп іермоцпкліо’ііанпя . в а і мосфері водню на зміїні мікроструктури ;шслідж\ даного mcki.ij .

В Армко- і чпекіму і е збільшенням температурної о інтервалу зермо-циклічиої обробки. нідб\ ва< гься збільшення розмірів феритних зерен В низкоиуглепеміи сіалі спосіеріїас іься ріпіозернпсза феритна структура . ТЦО ціп спілі при пониженному інтервалі робить зерна фериту ріішоосними . В ‘сталі з 0.4".>С при термоииклюванні з підви-

щенням температурного інтервалу ферит дрібніша! та іміїпогться форма перліт. В сіаляч ОКХ і К1191' і;і 40X13 прп ібілинені температурної о інісрвадх ТЦО відб\ваюі і.ся аналої ічпі імпіп як н Армко-ін чийому іалпі В сіа.н фернmo-мар¡еііси 11нн о класч при змінах >н-іериа.іч TL10 одержи і і.ся мікрое і р\к і\ра і рмпнмп структурними с і ворепиямп (мал. І) .

Прп лослілжеппі впливх іпскч і a toitoi <[>:і ;іі на імніення мікроструктури установлено. що в Армко-, чистому залізі, доевтектоідної

і а ?аешек іоідпиі сіа.н після П 1.0 прп піскч водню 0.1 МПа сут-

тєвих змін немає.- Розмір зерна майже однаковіш . Бе(вуглецевий шар однаковий як прп 0,1 МПа. так і прп 1.0 МПа .• Смугаста'структура зберігається Bonn -шикне прп збільшенні піску подия ло 4.П МПа * При пі,ому . пі і on паї 11, ся ібілі.піення бс ш\т лецсвої о шарч іа роїмір)

зерна (мал-2Х.

Підвищення тиску водню приполи 11> ли ііііенснвної о росту аустенітного зерна та карбідних пддешн. .

Дослідження пилину пшндкос і і маїріву іа охолодження при термоци-кліч.ній обробні в атмосфері коліно покаїали, що нн п.ковуглецевая

сталь (0,24"/п С) при V=2.0 і З.ОК/с іберії а< смугастість. Зниження швидкості нагрівання іа охолодження ло 0.5К/с приполи і ь ло знищення смугастості , росту аустснішоїо терма. ( мал..Я). рівномірному розподілу і більш грубим виділенням карбідної фази.

Числ і циклів при зермоцнкліованні в аімосфері водню істотно впливає на структуру. С'мугасіая структура стаді і 0.24"пС зникне після 50 циклів. Безвуї.іецешііі шар іі збільшенням кількості циклів

(5, 10, 50, 100 ) збілммуі п.ся . розмір іерпа імені,ш\< іьея . У сталі з 0,4%С і 1,34"і. С збільшення числа циклів до 100 веде до рівномірного розподілу глобулярної о иемеїшт. Велика кількість циклів

(300 ) безщречмо ііияилж 11,ся на мікросірукіурі сіалі ОКХІКНУТі 40X13, відбувається рісг аустсміїпого зерна і карбідних вкраплень (мал.4).

’ Вплив умов термопик.новапіія в аімосфері водню на зміни властностей досліджснпч маїеріаліи .

При мдлих утриманнях куїлеця (до 0.4",,) в дослідженнях Fe-C сплавах, мікротвердісп, фернга після ТЦО підвищу и і.ся . Після ТЦО у високотемпературному ішервалі (ІІ53-І353К) llji ферша пінне. ніж після термоцнклювапня в пнзькоіемпераіурному (ЧУЗ-ІІ93К). В низькотемпературному інтервалі ІІ).і виша, ніж в впсокоіеміїераіурном .

Виміряння твердості і мікрої перлисті сіалі ОКХІНІІУТ і 40X13 показали , що для аустенітної- сталі ни іькотемпераіурнніі інтервал

л..-. •. ф^г ■/' ■-• к^< '>"■

V;,;, V. ‘

;?;4 >\ •. '-^'"^3--------------------------

ґ'~: ' 'Ч>'яй:-'»£ У5й--.'й' ■'?;• ’А-.'Т'Гл і*

•'•'і;'і ••»•• •'£\- •••

' - ^**4**» V у*^-' ч ■ ■ ;

'>■■! ?*Л:,’ !'• У>.У':, .;>&* *

............................." ~

¿£>4«,ій

а \5()0

о

Мал. І. Мікросір>'кі\р;і шсіискші/иті сіалі (І.34%С) після і срмоцикліоваппя і рі тими n:\iiiepai\pniMrt іпіериалами : а - ДТ993-11УЗК: Гі - ДТ1153-1353К .

іг* .' л. .•» 1 'О.

• */" ,• ' V ' ї

Хг/\ ї"

ч^^-т

І- < .<*ГС~.

а. х500

Мал.2. Мікроструктура досіпектоідпої сталі (0.24%) після ТІЮ при піску коліно: а-О.ІМПа. б-4.0МГІа.

а *» >ч >-Оп

Д0,Ч-> .^;ГІ

Д. ( ‘ ) ? І-А^

'VТу-: ..

а \М)0 и

Мал.З. Мікроструктура спілі Ї)ХХ ІХН9Г після ТЦО у водні і рі ¡номанітіїИмп піпндкосіями иагріМІшя та Охо-

:іот,кеіпгл: а-З.ОК/с: Гь0.5КУс: ’

> »і.Ч'» :

х50(І

ГІЖта

Ш^шт

Мал.4 Мікроструктура cui.il 08ХІКІІ9Т (а) і;І 40X13 (б) після ТЦО \ водні ! 300 Циклами .

3200

• СЗ -

Ц 2400

•в*

3.

X

1600

. 0,01 0,1 1 с,%

І г»

Мал.5.Вплив кількості іермоциклів при ТЦО у водні Армко-, чистою шліш та Ре-С сплавів па мікротвердість фсріпа — верхні криві-п= 10 циклів, - нижні криві -п=100 циклів; а-ДТ993-11 УЗК , б-ДТІ І53-І353К , Р=І,0 МПа , Уіі/охол= І,5К/с .

. *• ' • (973-1173) термошікліовампя веде ло підвищення твердості по зрівнянню

і ТЦО її впсокоіемлера і урном (І073-І373К). Для смілі 40X13 ТЦО в

ніпькоіемпераіурном іімервалі шпжуї IIRB на 20"її.

Мікроівердіс11> iiukiiiiy після іермоинклувапня н обох шіервалах майже однакова. Нр смілі 40X13 після ТЦО в інісрвллі 973-ІІ73К у 1,5 рані нижче, між після ісрмоннклічної обробки при І073-І373К. У почаіковому сіаповппи Нр сіалі 40X13 па 50" м ппжче . між після ТЦО в пичькотемпературпому іімервалі і па 12",і вінце після ТЦО в'низькотемпературному .

Термонмкліоваммя іасімскюідпоі смілі в високоіемперачурікшу інтервалі (1123-і273К) приводим, до підвищення міцнпсінн.х' і іішження пласіичппх характеристик .

Механічні в.'іасмівосіі короіійносмнкої сіалі краще після ТЦО в ііігн.коіемпераіурному іміервалі (973-1173К). .

Збільшення мак) коліно (0.1 МПл) прн ТЦО приводить ло піл-инщемня мікро і всрдос її фершу і а п ер. м 11 > смілі 20. порівнянно і ТЦО ирп шнькому (0.1 МІІа) міску . Термоиик.монання сіа.м при під-впщенному і іппженому пісках по цію інііалі іначенпя мікроївердо-

см нер.ііму морівненно і пола і ковою . О.облпио поміїмо це ніпже-нпя після і ЦО прп піску воді по 1.0 МІІа ■- 25" и.

На івердісм. сіалі 0.S4INII9T і 40X13 іпск водню чпімпь нешачнин вплив. Для смілі ОКХІКІІЧТ вона гіі імнмшлась . для сталі 40X13- спо-с і ерії аі і ься міпжепня іиі їжу ( і і.ся і мікро і вердіс і ь смілі 0S.X1XH9T і 40X13 після ТЦО при піску водімо 3.0 МПа .Межа гекучеегі внеоковуг-лемевої смілі після ТЦО прн піску 1.0 МПа підвищується, піні 0,1 МПа чшіжу -

( і І.СЯ .

Підвищення тиску водню до 3.0 МПа при ТЦО сіалі 08ХІ8Н9Т до істотних змін механнчинх властивості не приводні . У сталі 40X13

- веде до помітного зниження властивостей . •

Швидкість нагрівання та охолодження - головні параметри термоцнкліч-нрї обробки. Мікротвердість фериту зі зниженням швидкості нагрівання та охолодження ( 0,5К/с ) знижується, порівнепо з швидкостями нагрівання та охолодження з 2,0К/с. Нц перлигу при низьких швидкостях нагрівання та охолодження після ТЦО збільшується. Одпако. порівненя з початковою мікротвердісті.ю . Нц феріпу і перлигу Ре-С сплавів, прн обох швидкостях нагрівання пі охолодження (шпькоіі та високої) нижче.

. Твердість та мікротвердість сталі 08ХІ8ІІ9Т після ТЦО з У=0.5К/с і У=3,0К/с суттєво не змінюється. У сталі 40X13 ТЦО при них швидкостях помітно знижує НЯВ (па 15"") і Нц (на 12"..) відносно до початкових . .

Механічні властивості сталі 08ХІ8Н9Т і 40X13 після іермоцпк-лічної обробки з швидкістью нагрівання іа охолодження 0.5К/с і З.ОК/с практично не відрізняються.

Мікротвердість ферита у Ре-С сплавах сутієво не залежить від кількості термоциклів (мал.5). Мікротвердість перлигу після 10 термоциклів на 10% вище, ніж після 100 циклів і на ЗО"» більше початкової.

У сталі 20 і сталі 40 при підвищені кількості циклів до 100 спостерігається зниження Нц перлім у.

Мікротведість феріпу і перли гу низьковуглецевої сіалі після ТЦО в атмосфері .водешо вище, ніж після зермоцпклювання в аргоні.

Незалежно від кількості циклів, при термоцпкліованш в атмосфері водню чистого заліза, спостерігається різьке підвищення пластичності

(більш чим у 2 ра ш ). Тсрмониклюнапня іраїків п атмосфері водню мас пласшчііісіь mime, ніж у іраїків після нотермічної виїрнмки.

Мікропіердісі і. сіалі 40X13 після V11,0 при 2000 циклах ібільшусгь-ся втричі . .

Вплив ТІ 1,0 в аімосферах па хімічний склад коро нннос піікпч сіал( П .

Дослідження і лопомої оіо Ожі-спеї; і роекопн покачали, пю після ТЦО у атмосфері коліно і арюпу. ічоїермічпої витримки у водні та аргоні хімічний склад дослідженої коро ні'іпосі німії сіалі залишається беї змін. Реіулі.іаїн досліджені. з лопомої ою реп і ген і вського мікрозон-

да .видимих нсоднорілнос і сії pomo.ii.TS е.іемсніік у сіалі не покачали.

■ - Висновки .

1. Вперше експернменіалі.по всіапоклено і теоретично обгрунтовано основні чалежносіі від нарамсірів пронесу ТЦО . які дозволяють керувати

ним і;і шік‘орпсіоіі\ваіп ноі о для рішення ісчподої ічнн\ задач.

2. Гермоникліонашг-і > вони \ ¡;ід.іпом\ пмервалі і емпсри і у р при-

води п< ЛО \ І ворсішя ІІСООЧІ ІМОІ МІКроеі р\К І > рп . У Лрмко- 1 ЧІІСІ0М> ia.nu і ііідвніиеппям пперка.іу ні і ')') VІ 19 ЇК до 1153-1353К при ТЦО

відбуваї 11.ся шачпііп ріс і ісриа , \ иа.н 20 іпнка< ему і ас і іс і ь. у до -

еіпекіоідніи сіа.п форменая ¡ерГіисіин перш .Для сіалі 40 іільки іер-мопнкліованнм у іпш.коіемпераі\рном\ ішсрналі приведе до уїворення чернисіоіо псрдпі} . Зміна іемлерл і\ рпої о інтервалу при ТЦО ко-рочінносі ііікпч сіалел нрнно днп. ю pou \ ¡ерна (сіа.п, 0NXINH9T) іа збільшення карбідів, оірпмаппю фершо - перлиннії або маргелситної мікроеірукіурн (сіалі- 40X13).

3. ТЦО при пісках по цію 0 ІМІІа і 1.0 МІІа не прпнодяп. до суттєвих змін сірукіурп Лрмко-, чисіоіо іалпа і 1:е-С сплавів. Під-

вищення тиску до 4,0 МПа веде , до росту черна, зникненню смугастості , до інтенсивного росту аустенітного черна та карбідних пластин. '

4. Зниження швидкості' нагрівання та охолодження до ().5К/с веде дозіиі -кненкя смугастості , росту аустенітного черна . рівномірному розподілу і б|льш грубому виділенню карбідної фачи .

5. Збільшення кількосіі циклів приводить до збільшенни обезнуглеце-

вого шару. структура erar білі,пі равпомірпою. розмір ' черна

зменьшусться , утримується глобулярний цементит. У сталі 0КХ18Н9ТІ 40X13 при збільшені кількосіі циклів до 300 веде до росту аустенит-ного зерна та карбідних вкраплень.

, 6. Після термоциклічлої обробки у во;ші (до 1.0 МПа) при річних,

температурах інтерал (ДТ=993-І193К і ДТ=( І53-І353К) кількості циклів (п=10 і п=100) у Армко-. чиє і ому залізі знердіезз» іа мікротвердість не змінюються. У друціх Fe-C сплавах ні характеристики, значно змінюються .

Термоциклічна-обробка сіалі 20 і сіалі 40 в 993-і І93К і 1153-І353К інтервалах підвіпим мікроінердісп, фериту. Нц фериту у високотемпературному інтервалі вище . ніж у пнчькоіемпераіурному . Мікротвердість перлиту вище в іііі іі.коіемперапрному. • ■

Аустенітна сталь після ТЦО в інісрвалі 973-Н73К мас підвінцену твердість порівнюю до інтервалу 1073-1373К . Для сіалі мартепсиі-ного класу, навпаки ТЦО в інтервалі 973-1173К робіні, твердість на 20% нижче ніж в інісрвалі І073-І373К. '

Мікротвердість сталі 0ХХІШ9Т після ТЦО в обох ініервалах майже однакова. .

■ ІЗ .

. í* • ,

Нц сталі 40X13 після ТЦО в інтервалі 973-1173К у 1,5 рази

нижче, ніж після термоцикліонанпя при І073-І373К. Порівненно. з -початковою —мікротвердісі ью сталі 40X13 на 50% - нижче . ніж - після---

ТЦО в шнькоіемператчрмому іпісрвалі. і на. 12"ните, ніж після

ТЦО у пнсокотсмпераі \ рпому .

Термопиклюваїшя ¡аси іом оі тої сіалі н шіервалі ІІ23-І273К під -вшцус міпітіс і ні іа шнжи f і. час 111 ч ні вдасіпвосі і .

Механічні нласшвосп короанпоспіткої сіа.іі вище після ТЦО в інтервалі 973-117ЧК

7. Мікро і вердіс 11. фориі\ Fe-i сплавні після ТЦО при піску водню

1,0 МПа впите . між після ТЦО при іпск\ 0.1 МПа . Збільшення тиску водню віл 0.1 до 1.0 МПа при ісрмоцнкліованні підвпщуг мікротвердість перлнту сталі 20.

Термоцмклічна обробка сіалі 40 прп піску водню 1,0 МПа знижує значення мікро і иердоеі і перлім у порівпепо і початковою на 25%.

Вплмв т 11 с к \ водню прп ТЦО на і вердіс м. сіалі 08ХІ8Н9Т і 40X13 незмачннії. Мікрої вердіс 11, обох иалсії прп іпскл водню 3.0 МПа знижи її. ся порпінсно і ночаїковою

Збільшення іпскл водню до !.И МПа прп ТЦО сіалі 08ХІ8Н9Т до су ті ( ні і \ іхііп механічних нлас і пвос 11 п пе прпнодяїь . У сіалі 40X13 -спосіеріт аі і ься похіііпс ноііршсппя вдає і ивос і < іі . Тверліегь га крихкість підвищу! і ься’. межа мнпіос і і знижується в 3-5 рази . Таким чином. їх скспдуаіаіпя \ водиех і ¡ ■ 11 х і х нанпіїх серсловіннах . особливо при циклічно імшіючп.хся високих іемпераі\ра.х , неможлива . С мілі аусіеніг-ного класу незначно зміїиоіом. свої механічні нласміпості .

8. Встановлено вплив птіпкосіі м:н рівамнч мі охолодження при ТЦО на

• 14 ,

механічні властивості досліджених .матеріалів . При ТЦО зо швидкістю 0,5К/с мікротвердість фцриїу у (Ге-С сплавах нижча , ніж після ТЦО зо ' швидкостью 2,0К/с Нц першії у, навпаки, при низьких швидкостях нагрівання та охолодження збільшується. Нр фериіа і Нц перлита у початкових зразках завжди нижча .

Твердість і мікротвердість сталі 08ХІКН9Т після ТЦО при

Ун/охол =0,5 і 3,0 К/с суттєво не змінюється . а у сталі 40X13 незначно знижується .

і Механічні властивості сталі 0ХХ18Н9Т і 40X13 після ТЦО при

0,5 і 3,0К/с в атмосфері водню практично не відрізняться . Однак . у ста-

лі, аустенітного класу при ТЦО Уп/о.\ол=3.0К/с міцпісгь зменьшується. але пластичність зростає. '

9. Визначено вплив кількості циклів при ТЦО в атмосфері водню на механічні властивості досліджених матеріалів. , ,

Мікротвердість фериту у Рс-С сплавах суттєво не залежить від кількості термоциклів. Нр перлиіу при ТЦО з 10 циклами на 10",, вища, ніж при ТЦО зо 100 циклами і на ЗО"» більше почаїкової.' У сталі 20 і 40 збільшення кілі,кості циклів до 100 веде до зниження Нц перлнта. Однак вона виша порівняно з початковою. ' •

Мікротвердість фериту і перли і у сталі 20 після ТЦО.в водні вища, ніж при термоцикліованні в аргоні. ■

Мікротвердість корозійностійкої сталі 40X13 після ТЦО при 2000 циклів збільшується втричі. . '

Випробування на разрпв чисті о заліза показали різке підвищення пластичності у 2 рази, незалежно від кількості никлії! • Пластич -

ність чрачкїи іч чисті о іаліча теля ТЦО у водні та аргоні шина, між після іютермишої витримки у водні. .

II). Установлено . що коро ініпостіпкі сіа.іі ОКХІЯНУТ і 40X13 після ТЦО у атмосфері водіпо і арюну . иоіермичноі. шпрнмкп у »одні і аргоні пракшчно не чмппоюіься по хімічному складу. Тсрмошіклюванпя та потермична мтрммка по прииош н, і то інтенсивного перерозподілу її легованих елементі.

II. На бачі речульїаіів робот даюп.ся слідуючи практичні реко-менланіі :

-лля виготовлення інструменті використовувати вуглецеві сталі, одержані прямим відновлюванням . ;аміеп. сіалеіі виплавлених традиційним методом :

-чамініпи корочіиностінкнї сіалі (наприклад 40X13) вуглецевими (наприклад У13А ) після іермоциклічиої обробки у водні;

-ннкорлеіову паїь іермошп.-дит обробку в аімосфері водню сіалі 0XXINH9T іахиси, сиплої іака іки

Використовування ре іу. и. і а і їй дпсер і аиіиннх досліджені, при вироб-ішіііиі та ру мсп і і к в умовах ,'ІМІН) (Лнтролст ровське меппио-промпс-лове об'(дианя) доїводпло скореї; і у ва і н іехпо.тоіію іермічної обробки і ¡апронону ва пі іамшіїш п іер^іоциклічіюю . що дає можливість скоротити час ТО у 4 раиі . .

Однак ефекпівпісп. ПОЮ Іірої ресиішої о bii.iv термічної обробки чдер-жу< іься ii-ta нідсу пп.ос 11 па підпріи мсі вах спеціальною обдаднення .

Основтні іміст диееріації опубліковано:

1.Губенко С.П.. Терещенко B.C.. Кочыркппа C.В.. Савченко В.К. и др. Состав, структура н свопства сплавов Ге-С . подученных прямым восстановлением .//Материалы конференции: "Молодые ученые и спсциалис-

ты - металлурги - научно-техническому прогрессу в Ю-ü пятилетке",- Днеп -ропетровск : ДМетИ.^ 1978 С. 8-10 . . '

2.Губенко С.И., Козыркина С.В. Возможности применения стали

прямого восстановления .// Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Закавказья и Украинской ССР: "Повышение эффективности производства и качества металлургической продукции”. -Тбилиси,- 1981,-С. 12-13 . .

3.Бельченко Г.И., Губенко С,И., Козыркина С.В. Изменение структу-

ры и свойств сталей прямого восстановления при горячен и холодной деформации.//Материалы к 10 совещанию по' тепловой микроскопии: “ Структура и свойства металлических материалов в широком диапазоне температур Новокузнецк . - 1982 С. 68. - ■

4.Карпов В.Ю., Козыркина С.В. Влияние водорода на механические

свойства Fe-C и коррозионноетонкпх сплавов./ Информационные материалы. Взаимодействие водорода с мешлламп .-Свердловск : УрО АН СССР. -1989 .- C.. 77-78 . :

5.Карпов В;Ю., Козыркина С.В.. Толстепко A.B., Черезов С.Г. Водо-родопроницаемость Fe-C сплавов при полиморфном превращении.// Информационные материалы. Взанмодейи нпе водорода с металлами.-Свердловск: УрО АН СССР,- 1989 .- С. 79-80 .

6.Козыркина С.В., Шаповалов В.П.. Карпов В.Ю. Влияние термоциклической обработки в атмосфере водорода на микроструктуру Fe-C сплавов: Сборник трудов международного семинара " Проблемы современного материаловедения Днепропетровск .- 1995 .- С. 106-107 .

7.Бельченко Г.И., Канарская .'I.A.. Шевцов А.М., Козыркина С.В. Разработка и освоение технологии производства травленной горячекатаной листовой стали для холодной нпамповкн деталей сложной формы

. 17

Опытная ппампонка I орячекаишой ua.ni.// Референтная информация/ Выпуск 10, Кием : _"_Вшца_ школа 1977 С. 43 . .

Х.1:са\ло» П.П., Гм'и-ш.'ч ('.11 Колаипшкоиа Л С.. Ко илркипа С.В. Ой образовании напльжа на поиерхност катим» колес при жсплуатации . //Италия Вхлои.ЧМ,- |9:о- \ • С. N 2 - Ь 5 .

9.1) с п.чспко Г11., Г\а\ ¡он* И П , Гхбошсо С.! I.. Дымили:'!! ОА. Котмр-кнна ('.В Пгаепеппе хпхшчеи.и о им.ша и.ни и юнкт! поиерхпоспюм слое ободон железнодорожных колее при жеплуаищни .// ” Металловедение и ;:ок:о\1г.:ия ” - - В| т\ск ч_’ < *(>.-,■>>

Ат юкшпа

Коилркипа С.В. Влияние I срчоппклнчеекоп обрабо|кп и агмое(|)ере водорода па сIрукI\р\ и смонииа желеча н пекотрых копиру кипонных сталей . '

Диссерпшия на соискание хчепой иепеин кандидата технических на\ к по шециа.и.по;. I и И' !а "! Ми а I мне |енпе ■) (срчичсская пира

ошка ме1а. ион " - [>н\ ,,1|ч,г,.!1 . ме I а 1 > \ р> : I ческая академия Украины.

Л Непри 1е 1 | ч>|Ц к I 9'Г I

(актпыек и '! 'г п...\ ,1м..' '¡|и V о! | аиыю I чае I [. ре!\Л1. 1.1 (он

Iеори ическт I\ и .¡а 1к римег! I а ал..а ч пи 1е юпаппн и пиния парами рои 1 ермоцпк. шчеекоп оор.и им ке н а ' мт ферах - I емпера I \ ржч и ншеркала. скорости ширена и охлаждения, ланлепня тпорода и аргона. и.колн-Ччпиа нпклин - на и р\к I \ ржшра .. чапп |е механические еионеша Армко-. '1пенп о а.еле ¡а , до 1К I ек : i4i.li иш ;а ¡км.ащ шоп а I а к же \пмнчеек<ч о состава коррошониостпкоп иалн ()Х\|ХЦ9Т и 40X13 . Обнаружены осо-бенносш нлпяпня ТЦО и а1моефера\ и определено, чп> термоцикли-чечкаи 01-раб01ка ¡.км но ¡можно. !,. пинч.ш, пеобхо итме смойста и сокращаем время ючипш ичеекш о процесса то 7г>% .

' IS

. Ключевые слова: термопик.шроиание (ТЦО), черно . феррит, перлит, аустеннт, мнкротвердосп.. тердоен. . пластичность .температурный’

, I • ■ •

интервал ,давление, водород . •

. ABSTRACT .

Kozurkiha S.V.” Influence thermocyding in atmoslere hydrogen on structure and propertis of iror and some constructional steels".

Thesis for a lehnical sienee candidate's degree on spesiality 05.16.01 - Physical metallurdy and heat treatment of meials. - Slate Metallurgical Academy of Ukraine.-Dnipropetrovsk, ¡997. ■

Nine scientific works embracing a part of the results of theoretical and experimental investigations influence parameters termocydi/ation in atmospheres - tem -perature interval, speed heat and cooling, pressure hydrogen and argon, and quantity cedes - on structure formation, mechanical proherties Armco-. iron. Inipoeutec -toid, hupereutectoid, also chemistry sled 0XXIHII9T and 40X13. Some general regulation influence thermocyding in atmospheres disco\cred.Difmition. what thermocycling let receive necessary properties and perhaps shorten time technique process to 75%. ‘

Keywords: thermocydization. grain, ferrite, pearlite. austenite. microhardness, hardness, temperature inter\al. pressure. hydrogen. • .

АВТОРЕФЕРАТ . '

Відповідальний за випуск М. М. Саф'ян

Підписано ло друку 28.05.97. Формат 60x84/16. Папір друкарський. Офсетний друк. Умови, друк. арк. 0,93. Умови, фарб.-відб. 0,93. Тираж 100. Замовлення N 713. Замовлене.

ЗАТ Видамінцтво «Поліграфіст*, 320070, м. Дніпропетровськ, вул. Сєровз, 7.