ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ 5
1.1 Структуры, формирующиеся в малоуглеродистых низколегированных сталях
при непрерывном охлаждении 5
1.1.1 Общие сведения о превращениях переохлажденного аустенита 5
1.1.2 Особенности структуры малоуглеродистых низколегированных сталей ... 9
1.2 Влияние химического состава на структуру и механические свойства
малоуглеродистых низколегированных сталей 18
1.3 Дилатометрический метод исследования фазовых превращений
переохлажденного аустенита 24
1.4 Постановка целей и задач исследования 34
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ 36
2.1 Материал исследований 36
2.2 Методика исследований 37
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 41
3.1 Оценка фазового состава аустенита при температуре аустенитизации 41
3.2 Сталь 10Г2ФБ 46
3.3 Сталь 06Г2НДМБ 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 83
Структура и свойства свариваемых труб из малоуглеродистых низколегированных сталей, используемых для строительства магистральных трубопроводов, формируются еще на этапе контролируемой прокатки и последующего ускоренного охлаждения деформированного аустенита для обеспечения требуемой феррито-бейнитной структуры. Эта структура обладает хорошим сочетанием прочности, вязкости и пластичности.
Однако при производстве соединительных элементов (гнутых отводов) приходится снова нагревать отрезки труб в аустенитное состояние для их изгиба. В результате, структура, сформированная в процессе контролируемой прокатки, полностью устраняется. Возникает новая важная задача по обеспечению механических свойств соединительных элементов на уровне свойств основного металла трубы.
Для ее решения непосредственно после горячего гнутья отводов используют ускоренное охлаждение сразу после завершения операции гнутья (от температуры порядка 920 оС), либо проводят дополнительную объемную термическую обработку отвода (закалку с последующим отпуском). Второй вариант значительно увеличивает производственные расходы, а первый экономически привлекательный вариант не всегда обеспечивает необходимый уровень механических свойств.
Величина накопленной деформации при изгибе мала. Поэтому в любом из перечисленных вариантов превращение испытывает недеформированный (рекристаллизованный) аустенит.
В рамках ВКР по заказу одного из специализированных предприятий Челябинска требовалось изучить особенности распада недеформированного аустенита двух малоуглеродистых низколегированных трубных сталей и выбрать сталь, позволяющую отказаться от окончательной термической обработки гнутых отводов.
В выпускной квалификационной работе методами дилатометрии и оптической микроскопии выполнено исследование распада аустенита в условиях непрерывного охлаждения малоуглеродистых низколегированных сталей 10Г2ФБ и 06Г2НДМБ. Основные результаты работы заключаются в следующем.
1. На основании проведенных дилатометрических и структурных
исследований построены термокинетические диаграммы распада аустенита сталей 10Г2ФБ и 06Г2НДМБ, необходимые для обоснованного выбора режимов их термической обработки.
2. Показано, что комплексное легирование никелем, медью и молибденом стали 06Г2НДМБ приводит к понижению температур начала распада аустенита и к расширению области бейнитного превращения в сторону малых скоростей охлаждения по сравнению со сталью 10Г2ФБ.
3. В стали 10Г2ФБ при скоростях охлаждения, типичных для ускоренного охлаждения непосредственно после гибки отводов, формируется структура, состоящая из полигонального феррита и участков М/А-составляющей. Относительно большие размеры участков М/А-составляющей и их высокая доля в структуре (~20%), может послужить причиной падения ударной вязкости стали. Для исправления указанной структуры отводы из стали 10Г2ФБ должны подвергаться дополнительной термической обработки, заключающейся в их объемной закалке и отпуске.
4. В стали 06Г2НДМБ в диапазоне скоростей охлаждения 3-10 оС/с формируется структура, состоящая из квазиполигонального феррита, глобулярного бейнита и мелких участков малоуглеродистой М/А-составляющей. Такая благоприятная структура позволяет отказаться от дополнительной термической обработки отводов из стали 06Г2НДМБ, ограничившись ускоренным охлаждением непосредственно после завершения операции гибки
