РЕФЕРАТ 4
ABSTRACT 5
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
1.1Текстура в металлических агрегатах 9
1.2 Текстура деформации 15
1.2.1 Текстуры деформации в ГЦК металлах 16
1.2.2 Деформационные текстуры в ОЦК металлах 17
1.2.3 Текстуры волокна (волокнистые текстуры) 18
1.3 Текстура рекристаллизации 19
1.3.1 Текстуры возврата 22
1.3.2 Текстура первичной рекристаллизации 23
1.4 Текстура фазовых а-у превращений 29
1.5 Методы описания текстур материалов 34
1.6 Текстурная наследственность 37
1.7 Постановка задачи исследования 40
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 42
2.1 Материал исследования 42
2.2 Методика исследования 43
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 46
3.1 Эволюция структуры и текстуры при производстве бесшовной трубы из
стали 08ХМФЧА 46
3.2 Эволюция структуры и текстуры при производстве бесшовной трубы из
стали 25ХМФБ 52
3.3 Эволюция структуры и текстуры при производстве бесшовной трубы из
стали 10Х13Н3МФБ 55
3.4 Роль термических напряжений в трубных изделиях 61
3.5 Основные закономерности формирования текстуры трубных
изделийпосле различных типов обработки 62
3.6 Выводы 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 68
В настоящее время необходимость получения в трубных изделиях ответственного назначения (магистральные трубопроводы, трубопроводы для авиационной и ядерной промышленности, трубки тепловыделяющих элементов - ТВЭЛов ядерных реакторов) уникальных комплексов механических и химических свойств (в зависимости от условий их эксплуатации), а также необходимость повышения конструктивной прочности материалов и снижения их себестоимости являются важным аспектом в металлургическом производстве. Например, снижение стоимости транспортировки углеводородов по трубопроводам нового поколения за счет повышения их пропускной способности и экономии материалов при строительстве.
Производство любых конструкционных и функциональных металлических материалов, и изделий, как правило, реализующееся в виде направленных деформационных и термических воздействий, приводит к формированию в них кристаллографической текстуры. Наличие текстуры придает изделиям определенный уровень ориентационно-зависимых физикомеханических свойств, а учет ее возникновения и развития позволяет оптимизировать известные и разрабатывать новые технологии производства данных материалов.
Научной новизной и оригинальностью исследований в данном направлении является использование подхода о первостепенной роли кристаллографически обусловленных границ (включая межфазные, двойниковые, специальные и полуспециальные) в формировании текстур при структурных и сдвиговых фазовых превращениях в металлах и сплавах.
Данная работа направлена на развитие физических представлений о взаимосвязи процессов формирования текстуры, структуры и свойств материалов. Целью исследования является создание научно-обоснованной концепции управления процессами формирования текстуры металлических материалов в результате кристаллографически ориентированных фазовых и структурных превращений на мезо- и наноуровнях для получения необходимого комплекса функциональных свойств изделий.
В ходе настоящего исследования установлены основные закономерности революции текстуры в трубных изделиях при их горячей деформации в аустенитном состоянии и последующей термической обработке, включающей фазовую перекристаллизацию.
В качестве материалов для исследований использовались образцы сталей 08ХМФЧА, 25ХМФБ, 10Х13Н3МФБ на технологических стадиях изготовления бесшовных труб: горячая деформация в аустенитной области; закалка и последующий высокий отпуск.
В работе использовалась металлография и ориентационная электронная микроскопия, основанная на дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD). Для анализа локальных текстурных состояний использовались ориентационные карты расшифровка, которых производилась в соответствие со стандартным стереографическим треугольником с цветовой дифференциацией кристаллографических направлений. Для анализа интегральной текстуры использовались ННФ и ФРО.
В результате ГП и сравнительно медленного охлаждения по всему сечению стенки трубы формируется определенная структура, состоящая из: ферритных зерен с выделениями перлита по границам бывших аустенитных зерен, в случае стали 08ХМФЧА, и мартенситных пакетов, в случае стали 10Х13Н3МФБ. Исследования, проведенные методами ориентационной микроскопии (EBSD), показали наличие в сталях после ГП сильно рассеянной, но при этом выраженной кристаллографической текстуры, преимущественно состоящей из двух симметричных компонент из совокупности {112}<110>.
Установлено, что в результате закалки и высокого отпуска по всему сечению стенки трубы формируется структура, в которой на основе комплексных исследований различными методами можно выделить основные составляющие: отпущенный мартенсит и бейнит в образцах сталей 08ХМФЧА и 25ХМФБ; а также мартенситные пакеты в образцах стали 10Х13Н3МФБ.
Показано, что текстура всех типов стали после заданной термической обработки образцов, практически повторяет ее текстуру образцов после ГП. Более точно сформированную в результате у-а-превращения текстуру следует определить, как аксиальную текстуру с осью <111>, которая параллельна касательной к диаметру трубы. Следует отметить, что в данном случае текстура является более острой.
Полученные данные о текстурах при термической обработке, в ходе которой были реализованы прямое а ^ у- и обратное у ^ а-превращения, свидетельствуют о фиксации факта текстурной наследственности в представленных образцах. Подобный механизм воспроизводства текстуры предполагает наличие в структуре материала после ГП неких факторов, ответственных за подобную наследственность: 1) наличие стабильных деформационных ориентировок аустенитных зерен; 2) специальные разориентации границ между зернами у-фазы, на которых начинается превращение; 3) ориентационные соотношения, реализующиеся при превращении; 4) термические напряжениями (в основном радиальными), возникающие в изделии при его охлаждении.
