ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 Обзор литературы 5
1.1 Аустенитные стали, эксплуатируемые при криогенных температурах.. 5
1.2 Технологические и физико-механические свойства аустенитных
хладостойких сталей 9
1.3 Способ получения и термообработки аустенитных сталей 13
1.4 Способы пластического деформирования 18
1.4 Постановка задач исследования 23
ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛА И МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ .... 25
2.1 Материал исследования 25
2.2 Методики исследования 27
2.2.1 Методика многократной ковки 27
2.2.2 Методика исследования микроструктуры 28
2.2.2.1 EBSD - анализ 28
2.2.2.2 Просвечивающий электронный микроскоп 30
2.2.3 Методика измерения твёрдости по Виккерсу 32
2.2.4 Методика термической обработки 32
2.2.5 Методика проведения испытаний на растяжение 33
2.2.6 Методика проведения рентгеноструктурного анализа 34
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 35
3.1 Деформационное поведение стали 03Х22Н10АГ6М2 в процессе
многократной ковки при комнатной температуре 35
3.2 Исследование микроструктуры стали 03Х22Н10АГ6М2 после
многократной ковки 36
3.3 Механические свойства стали 03Х22Н10АГ6М2 после многократной
ковки 51
3.4 Исследование микроструктуры стали 03Х22Н10АГ6М2 после
многократной ковки и отжигов 53
3.5 Механические свойства стали после ковки до суммарной истинной
степени деформации 2 и отжигов 56
3.6 Рентгеноструктурный анализ микроструктуры стали после ковки до
суммарной степени деформации 2 и отжигов 58
3.7 Обсуждение результатов исследований 59
3.8 Обоснование экономической целесообразности проведения работ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 65
Тенденция интенсивного освоения Крайнего Севера и разработка крупных месторождений полезных ископаемых (в т.ч. нефти и газа) повлекла за собой необходимость в узкоспециализированных материалах, способных сохранять высокие показатели механических и технологических свойств. Большой процент поломок оборудования и колоссальные убытки из-за ремонта машин при использовании обычных сплавов привели к созданию сталей, носящих название криогенных и эксплуатируемых почти вплоть до абсолютного нуля. Часто такие стали одновременно являются и нержавеющими. Как и для других конструкционных материалов, к криогенным сталям предъявляется основное требование - механическая прочность в широком интервале температур (от комнатной и до температуры кипения жидкого гелия (-269°С)) [1].
Широкое применение в криогенной технике благодаря специфике своих свойств приобрели аустенитные хромоникелевые стали, содержащие 18-25% Cr и 8-25% Ni [2]. Стали этого класса при кристаллизации образуют аустенитную структуру y-Fe с характерной для него ГЦК решёткой и сохраняют её вплоть до криогенных температур. Хотя такие стали обладают высокой коррозионной стойкостью, ударной вязкостью и пластичностью при низких температурах, им свойственен значительный недостаток - низкая прочность при комнатной температуре. Добиться лучших показателей возможно при комплексном взаимодействии подбора состава стали и механической обработки. В данной работе рассматривается влияние многократной ковки при комнатной температуре и отжигов при разных температурах на прочностные характеристики и микроструктуру аустенитной нержавеющей стали 03Х22Н10АГ6М2.
Объектом исследований была аустенитная коррозионностойкая сталь 03Х22Н10АГ6М2. В процессе работы была исследована эволюция дислокационной микроструктуры. Было установлено, что:
• Деформационное поведение аустенитной коррозионностойкой стали 03Х22Н10АГ6М2 при степени деформации 0,4 характеризуется значительным упрочнением до 1370 МПа, дальнейшее деформирование до е = 0,8; 1,2; 2 приводит к устойчивому поведению пиковых напряжений.
• Ковка при комнатной температуре приводит к формированию
деформированной структуры, состоящей из вытянутых зёрен перпендикулярно направлению осадки и двойников деформации. Увеличение суммарной степени деформации до е = 2 приводит к росту плотности дислокаций до 4,2 * 1015 м-2. Многократная ковка при комнатной температуре до е = 2 приводит к увеличению прочностных характеристик на 760 МПа при падении пластичности до 9%.
• Отжиг при 700°C приводит к формированию мелкозернистой рекристаллизованной структуры со средним размером зерна 0,6 мкм с выделением о-фазы по границам зерен. Отжиг при Т = 500-600°C приводит к росту предела прочности на 290 и 210 МПа соответственно, в то время, как отжиг при 700°C приводит к его резкому снижению на 480 МПа.
