Delist.ru

Создание интегральной технологии изготовления крупных слитков и поковок из них для повышения ресурса и конкурентоспособности ответственных изделий (07.09.2007)

Автор: Дурынин Виктор Алексеевич

0,010 -

Примечание 1. J-фактор вычисляли по формуле J=(%Si+%Mn)*(%P+%Sn)·104

Основная термическая обработка состояла из закалки от температуры 990-1005?С в воде и отпуска при 670-685?С в течение 30ч с последующим охлаждением на воздухе. Дополнительный отпуск проводили при температуре 600-675?С с выдержкой 15ч с охлаждением до 300?С вместе с печью, далее на воздухе.

Структура металла представляет собой смесь отпущенного мартенсита и отпущенного бейнита в различных количественных соотношениях.

Загрязненность неметаллическими включениями невелика и лишь в отдельных случаях достигает по силикатам уровня 2 балла по ГОСТ 1778.

Определение механических свойств при температурах 20 и 350?С проводили на металле от прибыльного конца обечайки после основной термообработки и дополнительного отпуска минимальной продолжительности, а также после термообработки по режиму ступенчатого охлаждения «Step cooling», которая имитирует тепловое охрупчивание металла в процессе делительной эксплуатации при повышенных температурах. Механические свойства при обеих температурах выше требований ТУ. Среднее значение при температуре +20?С: ?0,2 – 585 МПа; ? – 20%; при температуре

+350?С: ?0,2 – 492МПа; ? – 16%. Режим step cooling не привел к существенному изменению этих характеристик.

Металл обечайки из стали СТ1-А был дополнительно испытан падающим грузом и на вязкость разрушения.

Температура нулевой пластичности ТNDT (NDT – Nil Ductility Transition) определялась на металле от прибыльного конца поковки в состояниях после основной термообработки и

после дополнительного отпуска. Определение TNDT проводилось методом падающего груза на копре при разных температурах. Испытания проводили на пластинах, имеющих наплавленный с одной стороны хрупкий валик с надрезом.

Результаты испытаний с определением TNDT представлены в табл.16. В обоих исследованных состояниях TNDT = -10°С. Статическую трещиностойкость стали СТ1-А определяли при минус 100?С и минус 180?С. Испытания проводили на компактных образцах по ГОСТ 25.506-85. На боковых поверхностях образцов вдоль траектории трещины наносили острые надрезы (канавки) глубиной 5мм. Образцы испытывали статическим нагружением со скоростью нагружения 1 мм/мин. Смещение берегов трещины фиксировали датчиком деформации с базой 10мм.

Перед испытанием образцы захолаживали жидким азотом, контроль температуры осуществляли термопарой, внедренной в тело образца на глубину 15мм на расстоянии

10мм от фронта усталостной трещины. Результаты испытаний приведены в табл.17

Таблица 16

Испытания падающим грузом.

Номер образца Термическая обработка Температура, °С Результаты испытаний

Основная 0 образец не разрушен

-5 образец не разрушен

-10 образец не разрушен

-15 образец разрушен

1 Основная и дополнительный отпуск 0 образец не разрушен

-5 образец не разрушен

-10 образец не разрушен

-15 образец разрушен

Таблица 17

Статическая трещиностойкость стали СТ1-А

образца Т,°С t, мм tн, ММ lср, мм b, мм Pmax, кг К с, МПа?м

1 -180 49,8 40,8 55,00 100,2 4450 31,2

2 -180 50,0 40,9 55,70 100,3 4200 30,1

3 -180 50,2 40,4 54,75 101,0 5000 34,2

4 -100 50,0 40,3 53,40 100,0 11500 76,8

5 -100 50,0 40,8 54,80 100,3 12750 88,9

6 -100 50,5 40,6 54,48 100,2 10725 73,3

Обозначения в таблице: t - толщина образца; tн - толщина образца без боковых надрезов;

lср - средняя длина трещины; b - ширина образца; Рmax - максимальная нагрузка при разрушении.

Уровень трещиностойкости стали 15ХЗМФ при -100°С близок к результатам, полученным ранее на листовом прокате стали 15Х2МФА (70-95 МПа?м).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Сопоставительный анализ технологии производства крупных энергетических заготовок и их качества позволил разработать полный портфель нормативных документов, в котором оперативные результаты оценки качества металла на предыдущем шаге используются для оптимизации последующего шага, то есть разработана интегральная технология.

В результате большого комплекса лабораторных, промышленных экспериментальных и аналитических исследований достигнуты следующие результаты:

Разработана современная эффективная технология выплавки и внепечной обработки легированных сталей для производства крупных слитков для изделий ответственного назначения.

загрузка...