О корреляции ударной вязкости литых вагоностроительных сталей с коэрцитивной силой - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Маркировка сталей по химическому составу 1 174.9kb.
Конструкционные материалы классификация углеродистых сталей 1 304.01kb.
Определение коэффициента вязкости жидкости 1 42.86kb.
Явление наследственности в литых сплавах основа инновационных литейных... 1 49.34kb.
Сценарий праздника «Русский солдат умом и силой бога» (7 -9 лет) 1 55.6kb.
Бизнес-план предприятия по производству автомобильных литых дисков 1 122.52kb.
Cвязь микроструктуры с ударной вязкостью сварных швов,выполненных... 1 92.28kb.
1-компонентное кровельное покрытие главным образом содержащее водоосновную... 1 26.13kb.
Влияние механических свойств сталей на силы резания при термофрикционной... 1 93.11kb.
Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория вероятностей и математическая... 1 15.12kb.
Стабилизирующая система характеристики пленки 1 108.55kb.
Специального строительства 2 278.85kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

О корреляции ударной вязкости литых вагоностроительных сталей с коэрцитивной силой - страница №1/1



О КОРРЕЛЯЦИИ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ ЛИТЫХ ВАГОНОСТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ С КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛОЙ
Г.В. Бида

Россия, г. Екатеринбург


В вагоностроении для изготовления боковых рам вагона, надрессорных балок, корпусов автосцепки, тяговых хомутов широко применяются литые малоуглеродистые низколегированные стали 20Л, 20ГЛ, 20ГТЛ, 20ФЛ, 20Г1ФЛ и 20ФТЛ. Согласно ТУ 24.05.486-82 и ТУ 3-331-85 для достижения необходимых структуры и уровня механических свойств они могут подвергаться нормализации (нагреву при 930 0С с охлаждением на воздухе), либо термоулучшению (закалке от 930 0С в воде с последующим отпуском при 630 0С). Неразрушающий магнитный контроль прочностных и пластических свойств литых вагоностроительных сталей внедрен на ГУП «ПО Уралвагонзавод» и рассмотрен в [1-5].

Для повышения вязкости и хладостойкости литых деталей вагона разрабатывали малоперлитные стали 08ХГФЛ и 08ХГТЛ [6-9]. В процессе их разработки исследовали температурные зависимости ударной вязкости сталей различного химического состава (в пределах марок сталей) после разных термических обработок (близких к технологическим). Параллельно на образцах измеряли коэрцитивную силу и оценивали вид корреляционных связей между и , соответствующих различным температурам Т ударных испытаний.



Образцы из указанных сталей различного химического состава в литом состоянии разделили на три группы. Одну подвергли нормализации от =950 , вторую – закалке от = 950 , третью - такой же закалке с последующим отпуском при = 400…650 . Далее на образцах вырезали круглый (U-образный) надрез (ГОСТ 9454-78, тип I) и определяли ударную вязкость при температурах +20, 0, -20, -40 и -60 (сталь 08ХГФЛ) и +20, 0, -20, -40 (08ХГТЛ).










а

б

в

г





Рис. 1. Поля корреляции ударной вязкости сталей 08ХГФЛ () и 08ХГТЛ (○), определенной при температурах 20 (а), 0 (б), -20 (в) и -40 (г) с коэрцитивной силой, а также аналогичное поле корреляции с ударной вязкости при -60 стали 08ХГФЛ (д).



д

На рис. 1 приведены поля корреляции ударной вязкости при Т = 20, 0, -20 и -40 (а) – (г) сталей 08ХГФЛ и 08ХГТЛ с коэрцитивной силой , а для стали 08ХГФЛ – аналогичное поле (д). Рис. 2 представляет усреднённые линии (), рассчитанные по методу наименьших квадратов для стали 08ХГФЛ при разных температурах (а) и аналогичные линии совместно для обоих марок сталей (б). Из рис. 1 и 2 видно, что корреляционные поля для этих марок сталей практически совпадают. Различаются они при Т = - 40 в области повышенных значений (для этого случая на рис. 2б участок корреляционной линии для стали 08ХГФЛ представлен пунктиром). При Т = 20 (рис. 1а) связь ударной вязкости с коэрцитивной силой при низких убывающая и далее она ослабевает, хотя уровень здесь довольно высок. Понижение Т приводит к резкой убыли в области низких значениях и постепенному снижению её общего уровня. В области низких и высоких значений ударная вязкость (особенно для стали 08ХГТЛ) становится ниже условного браковочного минимума 0,3 МДж/м 2. При Т < 0 связь ударной вязкости литых сталей с – кривая с максимумом. В целом, пониженные значения ударной вязкости при низкой коэрцитивной силе соответствуют нормализованному состоянию стали. Здесь наблюдали ферритную структуру с небольшими участками перлита. Высокая коэрцитивной сила присуща закалённому состоянию (бейнит с участками феррита) (рис. 3).

Повышенные значения KCU при средних соответствуют состоянию стали после закалки и последующего отпуска (бейнит с ферритом и участками коагулированных карбидов).

Для проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей с феррито-перлитной структурой (в пределах существующих технологий сталеплавильного и прокатного производств) также наблюдали связь ударной вязкости с коэрцитивной силой в виде кривой с максимумом [10]. Убыль KCU при низких коэрцитивных силах здесь обусловлена укрупнением ферритного зерна, а при высоких – игольчатыми структурами – бейнитом или мелкоигольчатым видманштеттовым ферритом [11-16].

Из рис. 1а видно, что при < 5 . . . 5,5 А/см ударная вязкость резко возрастает и остаётся существенно выше браковочного минимума при более высоких значениях коэрцитивной силы. При Т = 0 уже наблюдается убыль в области < 3,5 А/см (рис. 1б). В интервале примерно от 3 А/см до 6 А/см ударная вязкость выше условного браковочного минимума и её уровень может проконтролирован по коэрцитивной силе. Для интервал годности металла соответствует 3,5 А/см < < 6,5 А/см (рис. 1в). Для и – этот интервал примерно такой же (рис. 1г, д). До Т = - 20 характер связи () различается мало; при более низких Т ударная вязкость стали 08ХГТЛ более низка по сравнению со сталью 08ХГФЛ как при низких, так и при высоких значениях (рис. 1г).







а

б

Рис. 2. Усреднённые линии, рассчитанные по методу наименьших квадратов отдельно для стали 08ХГФЛ (а) и совместно для обоих марок сталей. Пунктиром на рис. 2б представлен участок линии () для стали 08ХГФЛ. Линии соответствуют температурам испытаний, : 1 – +20; 2 – 0; 3 – (-20); 4 – (-40); 5 – (-60).


Таким образом, для литых малоуглеродистых низколегированных хромом, марганцем, ванадием и титаном сталей в нормализованном и термоулучшенном состояниях между ударной вязкостью и коэрцитивной силой существует корреляция, аналогичная малоуглеродистым и низколегированным сталям в горячекатаном состоянии. При Т намного превышающих порог хладноломкости имеет место отрицательная однозначная связь ударной вязкости с коэрцитивной силой. Понижение Т способствует понижению KCU металла с крупным зерном и зависимости KCU() принимают вид кривой с максимумом. Дальнейшее понижение Т приводит к снижению KCU металла с любой структурой.

Исследуемые здесь стали 08ХГФЛ и 08ХГТЛ – экспериментальные. Для более полного анализа характера корреляции ударной вязкости литых вагоностроительных сталей с коэрцитивной силой следовало бы провести исследования на металле из применяемых марок сталей в производственном потоке.









а



б

в

 500

Рис. 3. Структура образцов: ферритная структуру с небольшими участками перлита (а), бейнит с ферритом и участками коагулированных карбидов (б), бейнит с участками феррита (в).

Институт физики металлов Поступила в редакцию

УрО РАН,



  1. Башкиров Ю.П., Вайс И.А., Бида Г.В., Сакович Е.Д., Иванский А.Э., Стрелянов В.Е. Неразрушающий метод контроля механических свойств отливок из стали 20Г1ФЛ после нормализации. – Дефектоскопия, 1985, № 3, с. 21-25.

  2. Вайс И.А., Башкиров Ю.П., Иванский А.Э., Бида Г.В., Сакович Е.Д., Стрелянов В.Е. Неразрушающий магнитный метод контроля механических свойств литых сталей. I. Построение корреляционных моделей. – Дефектоскопия, 1987, № 2, с. 23-29.

  3. Вайс И.А., Башкиров Ю.П., Иванский А.Э., Бида Г.В., Сакович Е.Д., Стрелянов В.Е. Неразрушающий магнитный метод контроля механических свойств литых сталей. II. Практическое применение корреляционных моделей. – Дефектоскопия, 1987, № 3, с. 30-34.

  4. И.А.Вайс, Ю.П.Башкиров, Г.В. Бида, А.Э.Иванский, Г.Д.Муравьёва. Неразрушающий магнитный метод контроля механических свойств литых сталей. III. Экспериментальная проверка результатов моделирования. – Дефектоскопия, 1988, № 9, с. 86-90.

  5. Бида Г.В., Вайс И.А., Сотников В.К., Башкиров Ю.П. Разработка магнитного метода контроля механических свойств стали марки 20ФТЛ. – Дефектоскопия, 1990, № 3, с. 24-29.

  6. Михалёв М.С., Бернштейн Л.И., Житова Л.П., Пейрик Х.И., Сипер А.С. Хладостойкая литая сталь. – Литейное производство, 1978, № 1, с. 11-13.

  7. Ярошенко Н.И., Петик А.С., Подоляко Н.В., Житова Л.П. Повышение и стабилизация механических характеристик стали вагонных отливок. – Литейное производство, 1979, № 6, с. 9-11.

  8. Бернштейн Л.И., Михалёв М.С., Сипер А.С., Житова Л.П., Пейрик Х.И. Механические и технологические свойства литой хладостойкой стали 08ХГФЛ. – Литейное производство, 1980, № 6, с. 7.

  9. Гольдштейн М.И., Житова Л.П., Попов В.В. Влияние карбонитридов титана на структуру и свойства малоуглеродистых сталей. – ФММ, 1981, т. 51, вып. 6, с. 1245-1252.

  10. Аронсон Э.В., Бида Г.В., Камардин В.М., Михеев М.Н., Самохвалова Л.З. О возможности неразрушающего контроля ударной вязкости проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей. – Дефектоскопия, 1978, № 6, с. 66-72.

  11. Аронсон Э.В., Бида Г.В., Камардин В.М., Михеев М.Н., Самохвалова Л.З., Царькова Т.П. К исследованию возможности неразрушающего контроля ударной вязкости проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей. – Дефектоскопия, 1980, № 5, с. 48-59.

  12. Камардин В.М., Бида Г.В. Влияние технологии прокатки на характер связи механических свойств сталей 09Г2, 20К, Ст3сп с коэрцитивной силой. – Деп. № 235-В88. – М. ВИНИТИ, 1987. – 38 с.

  13. Бида Г.В., Камардин В.М. Об использовании магнитных свойств, связанных с обратимыми процессами при перемагничивании для неразрушающего контроля вязких свойств проката. – Дефектоскопия, 1990, № 11, с.50-56.

  14. Бида Г.В., Камардин В.М. Неразрушающий контроль вязких свойств проката. – Дефектоскопия, 1991, № 7, с.10-21.

  15. Бида Г.В., Камардин В.М. Физическое обоснование контроля ударной вязкости проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей. – Дефектоскопия, 1995, № 10, с. 3-31.

  16. Бида Г.В. Неразрушающий контроль механических свойств стального проката. (Обзор). II. Контроль вязких свойств. – Дефектоскопия, 2005, № 5, с.54-76

  17. Гуляев А.П. Ударная вязкость и хладноломкость конструкционной стали. – М.: Машиностроение., 1969. – 69 с.