Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
28.08.2009 18:53 - 7 avtoreferat- disertatcia-sedmo prodaljenie
Автор: bogomil Категория: Технологии   
Прочетен: 1617 Коментари: 0 Гласове:
0



            д/ Ударната жилавост и твърдостта имат противоположни зависимости при изменение съдържанието на С и Сг. Повишаването на твърдостта предизвиква понижаване на ак и обратно.
                                фиг.5.3.3.Съвместно влияние на С и Сr върху ударната жилавост Ak=f(Cr,C); ~15%Mn; 1130оС,6ч./Н2О.  
3. Въглеродът оказва по-силно влияние върху твърдостта, якостните /sв и s02/ и пластичните /d5и ак/ показатели в сравнeние със хрома, тъй като е основният елемент, уякчаващ тв.р-р и формиращ К- фазите. Влиянието на хрома се лимитира предимно върху морфологическите особености на типовете карбидообразуване. Неговото влияние е по-силно изразено за сплави от g-областта на структурната диаграма фиг.4.2-Б5, т.е. при ~100% аустенит, където опре делящи са процесите в основната матрица на g тв.р-р / Влиянието на Сг вероятно е свързано с намаляване на ЕДП/.                                                
                                         
А-ни сплави от система Fe-Cr-Mn-C- с и без N. Сравнителни данни за механчни показатели           табл.5.3-1   4.Изследванията и установените зависимости за якостните показатели, твърдостта и ударната жилавост дават въз можност за избор на различни състави по С и Сг /стомани и чугуни/,  осигуряващи лята аустенитна структура за кон кретните изисквания на практиката. Получените резултати налагат необходимостта да се извършва компромисен из бор между якостни показатели, твърдост и пластичност /d5к/ 5.Извършени са обобщени сравнителни наблюдения върху механичните показатели на ляти аустенитни сплави от системите Fe-Cr-Mn-C-N , Fe-Cr-Mn-C и е установено,че азото въглеродните притежават по-добър комплекс от якостни и пластични показатели от съдържащите само С, което представлява несъмнено преимущество на допълни телното легиране с N, табл.5.3-1 6.Изследванията върху несъдържащите N и Ni ляти аустенитни сплави потвърждават теоритичните анализи и перс пективи в разд.5.2. Резултатите са в съотвестветствие с общата теория за уякчаване на сплавите. 7.Получените резултати могат да послужат като база за още по-разширени изследвания и работа по създаване и стандартизиране на редица нови марки високояки ляти безникелови нови А-ни сплави, предназначени за детайли работещи при различни натоварвания. Резултатите са защитени с авт.св 31141 и патент РБ49451.             Обнародвани резултати от гл.5:[7,9,16,31,43,53,54,63--65, 71,73,74,75,76]   Глава шеста. Износоустойчивост на ляти аустенитни сплави от системите Fe-Cr-Mn-C-N и Fe-Cr-Mn-C                         В дисертацията са представени резултати от изследванията върху износоустойчивостта на голям брой ляти собствено получени сплави с А и А+К структура, съдържащи и несъдържащи N, съобраязно фиг.4.2-А1 и фиг. 4.2- Б5 Използувани са два метода за изпитание: 1.Метода на ”Шкода-Савин”  2.Абразивно и хидроабразивно износване, съчетано с определени ударни натоварвания/ Използувана е собствено конструирана и изработена в ИМ-БАН лабо раторна машина/. Сплавите от системата Fe-Cr-Mn-C-N са изпитвани по 2-та метода, а тези от системата Fe-Cr-Mn-C -по втория метод. Основните изследвания са след аустенитизация и закаляване във вода. При сплавите от система та Fe-Cr-Mn-C-N е използувано и допълнително легиране /V, Мо, Аl и др/, В литературата не се срещат сведения за влиянието на основните компоненти и налягането, както и за влиянието на различните видове термична обработка върху износоустойчивостта на ляти А-ни сплави от системите: Fe-Cr-Mn-C-N /Fe-Cr-Mn-C/.   6.1. Система Fe-Cr-Mn-C-N             S С+N подобрява износоустойчивостта, фиг.6.1-1. При компютърна обработка на резултатите /метод”Шко да-Савин”/ са получени следните математически модели за влиянието на основните компоненти /С,N,Cr,Mn/ и Pкрист  върху подобряването на износоустойчивостта. Те се отнасят се за състояние: 1150о С,4ч./ вода. Означения: И-износ ване [mm3], (C) -функция от С в%, (Сг)- функция от Сг в %; N(P)- N в % , функция от Ркрист и т.н      - в диапазона 0 Ј C Ј 1.2%;                        - в диапазона 1.4 Ј C Ј 1.85%         - в диапазона 2.8 Ј C Ј 3.1%                       - в диапазона 0 Ј C Ј3.1%                           При стоманите от g-областта, /разд.4.2/, определящо е влиянието на уякчаващия ефект от внедряването на атомите С и N в СЦК и наклепа в процеса на износването. Механизмът на процеса се опира на дислокационната тео рия, разд.5.2. При сплавите със структура А+К от съществено значение е съотношението между характеристките /ко личество и др/ на основната матрица - g тв.р-р/А/ и на К- фазите:             - за влиянието наСг,N          ;;                   , ;             -за влиянието на Мn, N.                                       ;             ;               , където             -за влиянието на Ркрист., N             И(P)= 0,625.P2 - 61,25.P + 2251             И(N)= 999,811N2 - 2579.N + 2255             И(P,N)=34,612.P-3397.N+2196, където N(P)=0,019.P + 0,0048
                                    фиг.6.1-1. Износване=f(C+N); 16-18%Mn; Si 0,2%; 0,7-1%Cr.; 6-10,5%Mn, S, P/span> 0,1% Както стабилните, така и нестабилните могат да бъдат допълнително легирани, запазвайки монофазната си структура, след аустенитизация /хомогенизация/ и ох лаждане във вода: до 0,5%-1,5%V, до 0,5-1%Mo, до 0,5-0,8%Al, до 0,3-1%W, поотделно, а в комбинации до 2-2,5%.             Механични показатели след аустенитизация и охлаждане във вода от 1150оС::sВ=70-110.107Ра, s02 =50-.82.107Ра, d5= до 40-30%, ак до 25-20.105 J/m2             Подобрение на износоустойчивостта спрямо 110Г13Л:             -След аустенитизация и охлаждане (H2O) от 1150оС- до 1,5-2,5 пъти, отделни състави до 3-5 пъти.             -след следващо нагряване и охлаждане /”ста реене”/ при 700оС- до 2-4 пъти             -след охлаждане при минус 65оС- до 1,5-2,5 пъти.             Мнотократно по-добра износоустойчивост от класическата А-на хром никелова стомана от типа 1Х18Н10Л. По-важни изводи 1. При компютърна обработка на експерименталните данни са получени графични зависимости и математически мо дели за влиянието на основните компоненти /С,N,Сг,Мn) и Ркрист.върху износоустойчивостта на ляти А-ни сплави, след аустенитизация и охлаждане във вода от 1150оС.  2.Сплавите с аустенитокарбидна структура /стомани и чугуни/ притежават по-добра износоустойчивост от стома ните със аустенитна структура /съобразно фиг.4.2-А1/, но те са с по-лоши пластични показатели. 3.Получени са ниско и среднолегирани с хром ляти аустенитни сплави със сума С+N і0,8-1,2%, които след аустени тизация и закаляване от 1150оС притежават по-добра износоустойчивост: а/ спрямо 110Г13Л: за стоманите с А-на структура- до 1,5-2 пъти /отделни състави до 3-5 пъти по-добра/ при s 02до 1,5- 2 пъти по-добра. За сплавите с структура А+К /чугуни/- до 4-6 пъти /отделни състави и повече/, но при силно понижени пластични показатели. б/спрямо 1Х18Н10Л- до 20-25 пъти по-добра износоустойчивост за изследваните стомани и чугуни и 3-4 по-добра условна граница на провлачване при А-те стомани /съобразно фиг.4.2-А1/. 4. ”Стареенето” /700оС/ влошава, а охлаждането при отрицателни температури /минус 65оС/ подобрява износоус тойчивостта на съдържащите N ляти стомани от g-областта .Ниско и средно легираните със Сг/0,38-8%Сг/ и др. леги ращи /V,Мо,Аl.... / дисперсионно твърдеещи стомани /непрекъснат миханизъм/, притежават по-добра износоустойчи вост от средно и високолегираните, ”стареещи” с прекъснато отделяне на нови фази. 5.Получени са ляти аустенитни стомани, съдържащи до 1,2-1,5%С,,до 0,7-1%N, C+Nі0,8-1,2%; до 5-8%Cr, до 0,8%SI, 23-10%Mn, притежаващи до 3,5 пъти по-добра износоусточивост от 110Г13Л, след ‘’стареене” при 700оС и до 2-2,5 пъти по-добра- след охлаждане при минус 65оС. 6.Получени са авт.св и патенти за износоустойчиви ляти сплави на аустенитна основа РБ NoNo: 31141;26110; 23669; 24330; 24142 и патенти 49451 и 51734 /откупен от екс.I ч. банка/. 7.На базата на резултатите от изследванията в предишните глави,,документирани и защитени, обнародвани трудове, изобретения и патенти, работи извършени предимно преди първите световни конгреси по високоазотни стомани във Франция, Германия, Украйна, Япония, Швеция, Финландия, продължени и потвърдени по-късно от нас с разширени изследвания, може да се предложи следната обобщена постановка: Една и съща марка сплав на основата на Fe-то с приблизително едни и същи качествено свойства може и ще може да се получава най-малко по три металургични /металоведчески/ начина: а/само с N- по методите на новата газова металургия с летливи елементи под налягане, б/само с въглерод- по досегашната нека да я наречем ‘’класическа” или ‘’въглеродна” металургия, в/със сума С+ N и различни отношения С/N (N/С), съчетавайки възможностите на класическата и нова газова металургия под наляга не. Очакват се обаче количествени различия.             Нашият приоритет /наред с тези на другите български изследватели/ относно определяне на азота като ефек тивен елемент за подобряване на износоустойчивостта на А-ни сплави на Fe-на основа бе утвърден едва на междуна родния конгрес по-високоазотни стомани във Швеция и Финландия през 1998. Това бе направено от наблюдения върху неръждаемите деформируеми стомани /съдържащи предимно под 0,1%С/ и то за състяние след пластична де формация, а не след леене./ износоустойчивост на наши ниско Сг- легирани сплави е докладвани в Украйна-1993/   6.2 Система Fe-Cr-Mn-C. Някои най-общи сравнения между износоустойчивостта и механичните показатели на аустенитни сплави от системите Fe-Cr-Mn-C-N и Fe-Cr-Mn-C
                                        фиг.6.2-1,2.Износване=f(C,Cr). след аустенитизация 1150оС/вода/ и след стареене при 700оС;~15%Mn.
            Изследвано е влияние на Сг и С върху износването на ляти А сплави от системата Fe-Cr-Mn-C при широк диа пазон на вариране на основните компоненти: 0,36-4%С; 0,43-30%Cr.; Mn~15%=конст.; Si=0,3-0,7%~конст. Изпита   нията са след аустенитизация и закаляване във вода от 1150оС и след стареене при 700оС ,фиг.6.2-1,2 /собствено изработена лабораторна машина за абразивно износване/. Най-добра износоустойчивост се получава след ‘’ста реене”. Характера на кривите зависи от твърдофазните реакции, т.е. от характеристиките на тв.р-р, на остатъчните след аустенитизация и на вторичните К- фази ,формирани при”стареенето”, разд.4.2 и 4.3, фиг.6.2-1,2.             .Установено е, че при безазотните А-ни сплави от системата Fe- Cr-Mn-C могат да се създадат ляти сплави с по-добра износоустойчивост в сравнeние с някои традиционно използувани в пpактиката еталони: мартензитно за калени и отвърнати, аустенитни- манганови и Cr-Ni-ви стомани.             Най-добро съчетание между механични показатели и износоустойчивост след аустенитизация и закаляване от 1150оС се получават при следните съотношения на компонентите в т.%: а/ стомани: 0,65-1,6%С, 10-20%Сг, Мn ~15%; sB=45-76.107Pa; s02=33-65.107Pa, d5=8,5-1,6%, ak=15-3,5.105 J/m2; 260-360 HB. Подобрение на износоус тойчивостта , спрямо ст.45- до 2-3 /отделни състави до 4-5/, спрямо 110Г13Л- до 1,5-2,5 пъти /отделни състави до 3-4,5/, спрямо ст.45Х20Н12ГС2Л- до 2-3,5 пъти, б/чугуни: 2-2,6%С; 12-18%Сг; ~15%Mn; Si под 0,3-0,6%; sB=35-60. 107Pa; 400-600HB. Подобрение на износоустойчивосттa спрямо спрямо ст.45- до 4-9 пъти, спрямо 110Г13Л- до 4-6 пъти, спрямо 45Х20Н12Г2С2Л- до 5-6 пъти. /Най-добра износоустойчи вост, в съчетание с добри механични показа тели при еднакви други условия показва сплав със състав: 1,52%С, 12,5%Сг и 15%Мn/.              .Експерименталните резултати потвърждават качествено приликите, както и някои количествени различия във влиянието на N и C върху структурата и свойствата на А-ни сплави от изследваните системи. При сравняване на резултатите механичните показатели и износустойчивостта на сплави от двете системи се установява:             1. След аустенитизация и закаляване, най-добра износоустойчивост и в двете системи показват чугуните с остатъчна аустенитохромиста евтектика, с К- фази от типа Ме7С3.Тези К- фази имат разклонен строеж.Те са по-твър ди от другите /Ме3С и Ме23С6/ и са много здраво захванати в жилавата А-на матрица, Трудно се изкъртват Износоус тойчивостта, след аустенитизация на стоманите с монофазна А-на структура от двете системи е почти една и съща.             2. За разлика от съдържащите N /С+N / ляти аустенитни комплекснолегирани сплави, износоустойчивостта на които след ”стереене” се влошава, при несъдържащите N тя се подобрява. Различието се дължи на различните твърдофазни реакции и особено на различните характеристики на вторично формиралите се К,Н,КН и др. фази: Ста реещите по-непрекъснатия механизъм стомани и от двете системи осигуряват по-благоприятно съчетание, между якостни, пластични показатели и износоустойчивост.             3.Макар че аустенитно закалените ляти сплави от системата Fe-Cr-Mn-C-без и с N имат сравнима износоус тойчивост, то механичните показатели и особено пластичните /съчетани с износоустойчивостта на несъдържащите N са по-лоши. По литературни данни азотът създава по-добри възможности за деформационно уякчаване на аустенита от въглерода. Следва да се очаква по-добра ударна износоустойчивост на съдържащия N аустенит.             Обнародвани резултати от гл.6.:[7,9,16,30,31,39,42,54,63-66,71,73,76,78]   Глава седма. Изследвания върху някои други експлоатационни свойства на ляти аустенитни сплави на Fe-Cr-Mn-ва основа             7.1.Съпротивление срещу окисление при повишени температури             Изследвани са ляти А-ни сплави от системата Fe-Cr-Mn-C-N ,съдържащи над и под 14-16%Cг, съгласно фиг. 4.2-А1. Кинетиката на окисление на пробите е снемана на термовезна при тежък режим:изотермично задържане в интервала 900-700оС/интензивни процеси на”стареене”.Резултатите са сравнявани със тези на стомани: 1Х18Н12Т и 25Х20Н24С2Л. По-важни изводи А.Ляти аустенитни сплави съдържащи над 14-16%Сг 1.Леярските А-ни сплави съдържащи 0,1-3%С; 6,5-15%Mn,14-23%Cr; 0,04-1%N се окисляват интензивно в изотермич ни условия /900-1000оС/ и при термоциклиране в интервала/700-900оС/. Легирането със Si до 1,5-2% и с Аl до 1% поотделно и заедно води до подобрение на съпротивлението срещу окисление и до пасивиране на повърхността на пробите /детайлите/ в изотермични условия. 2.При термоциклиране окисния слой на аустенитни Сг-Ni-ви стомани от типа 25Х20Н24С2Л се напуква без да пада. При лятите А-ни сплави от системата Fe-Cr-Mn-C-N тя се пука и пада, като следствие от термичното разширение на окисите от вътрешните и външни слоеве и на структурните промени, свързани с термичната нестабилност на тв. р-р. Това ограничава тяхното приложение при повишена ТоС. Те биха могли да се използуват за отливки, работещи при повишена ТоС в условията на преимуществено износване, без ударни натоварвания При тия условия окисната кори ца няма да се образува. Формирането й се предшествува от износването. 3. Иследваните А-ни сплави от системата Fe-Cr-Mn-C-N, съдържащи над 14-16%Сг и над 0,2-0,3%N ‘’стареят” с пре къснато отделяне в А-та матрица на псевдоперлитни колонии, които силно влошават пластичните показатели и особе но ударната жилавост, разд.4.3. Това ограничава тяхното приложение за леене на детайли за краткотрайна употре ба при ТоС до 400-500оС, а при повешена ТоС в условията на износване при което са изключени всякакви ударни /динамични, знакопроменливи/ натоварвания. В това отношение А-те сплави без N, твърдеещи по непрекъснатия ме ханизъм при ‘’стареене” имат малко предимство, пред съдържащите N, формиращи новите фази по прекъснатия механизъм. Те са малко по-подходящи за краткотрайна работа при високи ТоС. 4.Като се отчитат структурните промени в изследваните ляти А-ни сплави, с повишено съдържание на С и N в изотер мични условия /600-1000оС/ се достига до извода, че за създаване на топлоустойчиви слави на Fe-нa основа, прите жаващи комплекс от свойства /високо якост, пластичност и др/ при дълготрайна експлоатация е необходимо да се намалява съдържанието на елементите образуващи тв.р-ри на вредряване /С, N и др/ до възможния минимум. Друга възможност е да се се получават сплави с металургична обработка целяща пълното практическо премахване на С и N, замествайки тези елементи с аустенитизатори образуващи тв.р-ри на заместване- Ni, Сu, Со и др. 5. Азoтът, манганът и въглеродът като аустенитизатори не са равностойни заменители на скъпите и дефицитни Ni, Сu и Со при създаването на топлоустойчиви сплави на Fe-на основа. Б.Ляти аустенитни сплави, съдържащи под 14-16% хром             Поради пониженото съдържание на Сг, тези сплави имат силно влошено съпротивление срещу окисление при повешена ТоС, което може да се подобри, чрез допълнително легиране с Аl до 1% /а при несъдържащите N -до 4-6% Аl / и до 2-4%Si.. Безазотните стомани от същата система са по-подходящи от съдържащите N за производс тво на детайли, работещи при повишени ТоС, тъй като позволяват внасянето на по-големи количества Аl, изпълня ващ ролята на стабилизатор на g тв.р-р. Несъдържащите N ‘’стареят” по по-благоприятния непрекснат механизъм и формират К-фази, които по-добре уякчават аустенита и подобряват износоустойчивостта.             Дисперсионно твърдещите с непрекъснато формиране на финнодисперсни вторични фази в А-те сплави са по-подходящи за работа при повишени ТоС в сравнение с прекъснато формиращите псевдоперлитни или перлитни колонии /при gЫa процес/, разд.4.3. И тук при получаване на топлоустойчивите сплави за дълготрайна употреба са необходими или са за препоръчване минимални количества С и N и замяната им с други стабилизатори на g тв.р-р   7.2. Изследвания върху корозионната устойчивост             В дисертацията са представени резултати от извършения корозионен контрол върху ляти А-ни сплави от сис темите Fe-Mn-Ni-C-N; Fe-Cr-Mn-Ni-C-N; Fe-Cr-Mn-C-N,Fe-Cr-Mn-N. Известните А-ни стомани от типа 110Г13Л са износо устойчиви, но в условията на действие на активни среди не са приложими. От друга страна, Cr-Ni-те стомани са коро зионноустойчиви, но притежават ниска износоустойчивост. Леярските А-ни сплави с повишено съдържания на С спрямо неръждаемите стомани имат високи механични показатели и добра износоустойчивост, гл.5 и 6. За да могат да намерят приложение при изработка на детайли, работещи в условията на корозия и износване е необходимо да притежават добра корозионна устойчивост, съгласно БДС 17043-89 /до 4 бал/ Такава устойчивост изследваните сплави /стомани и чугуни от областите g,g+K, фиг.4.2-Б5/ притежават в 20% р-р на NaCl; 50г/л Na2CО3, морска /из куствена/ вода, някои хранителни среди /прясно мляко,бира/. Заключение- глава 7             Като се имат предвид изследванията в гл.5, 6 и 7 се достига до извода, че най-доброто експлоатационно ка чество на А-те сплавите от системите Fe-Cr-Mn-C-N(Fe-Cr-Mn-N) е износоустойчивостта в съчетание с високи меха нични показатели и немагнитност. Те биха могли да се използуват за работа и в условия на корозия и износване, къ дето преобладава износването. При определени ограничения те биха могли да се използуват и като топло и коро зионноустойчиви - за работни температури не по-високи от 500оС. Обнародвани резултати от гл.7:[16,17,21,30,31,71,73,74,75,76,77],   Глава осма. Възможности за получаване на нови ляти комплекснолегирани азотосъдържащи сплави от други         системи             Резултатите от предходните глави наложиха неободимостта да се пpоверят възможностите за получаване на нови ляти комплекнолегирани сплави и в някои други системи: Fe-Cr-C-N; Fe-Mn-V-C-N; Fe-Mn-V-Cr-C-N. Резултатите от изследванията са защитени с изобретения и патенти РБ: 49451, 26110, 25568, 48783.   8.1.Възможности за получаване, структурообразувани и свойства на ляти комплекснолегирани /износоустойчиви/ сплави от системата Fe-Cr-C-N           През последните десетилетия системата Fe-Cr-C e опpеделена, като алтернатива за получаване на високоизно соустойчиви ляти сплави, работещи в условията на абразивно, хидроабразивно, корозионно механично и ударно аб разивно износване. Изследвани са структурата след кристализация и след термична обработка, механичните пока затели, износоустойчивостта и прокаляемостта на собствено получени стомани и чугуни с цел да се определят перс пективите за получавне на нови сплави, както и насоките за тяхното приложение. 8.1.1. Изследвания върху структурата А.Стомани             Изследвани са стомани със състав:1-1,2%С; 4,03-22,7%Cr.; 1,2-1,4%Si; 2-2,4%Mo; 1,2-1,5%Mn; 0,02-1,03 /2,08/%N. Закаляване от 950,1050 и 1150оС,.Отвръщане :300,500 и700оС. Охлаждане-вода. По -важни изводи: 1. Азотът, подобно на въглерода понижава критичните точки АС3 и АС1, т.е той премества меж дуфазовото равнове сие към по-ниските ТоС. Влиянието на N се наслагва върху това на С. Потвърждават се резултати за инструментални те стомани, разработвани в ИМ-БАН 2. За всеки състав съществува оптимална ТоС за нагряване и време на задържане при бързо охлаждане за получава не на максимална НRС , респ. на максимална количество продукти от бездифyзионни процеси. 3.С увеличаване на съдържанието на N, респ. с намаляване на отношенията Сг/N, Сг/С+N, с повишаване на ТоС на нагряване над определени стойности и на времето на задържане А-та се стабилизира. Количеството на остатъчния аустенит след закаляване нараства. При определени съотношения между компонентите може да се формира немаг нитна А-на структура, съдържаща под 1%Мn, както след кристализация във формата, така и след закаляване. 4. При състави: ~1%С, от 4 до 22%Сг и от 0,02% до 1%N след охлаждане във фоpмата, закаляване или отвръщане не може да се постигне твърдост по-високa от 58-60 НRС. За целта е необходимо да се повиши съдържанието на С. Б.Чугуни             Изследвани са състави :1,7-2,04%С;



Гласувай:
0



Следващ постинг
Предишен постинг

Няма коментари
Вашето мнение
За да оставите коментар, моля влезте с вашето потребителско име и парола.
Търсене

За този блог
Автор: bogomil
Категория: Други
Прочетен: 2031116
Постинги: 452
Коментари: 1153
Гласове: 1970
Календар
«  Април, 2024  
ПВСЧПСН
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930