Студената устойчивост на студен климат стомани
Механични свойства и студена крехкост на стомана се определя главно от три укрепване механизми:
1) издребняване на зърната;
2) втвърдяване феритни атома легиращи елементи и примеси, които са междинни твърди разтвори и заместване;
3) втвърдяване се утаява от втората фаза частици с различна степен на чистота.
Carbon, въпреки че насърчава ефективното уплътняване, значително намалява здравината и еластичността на стоманата, което помага за увеличаване на крехкост при ниски температури. Смята се, че увеличението на съдържанието на въглерод в стоманата за всеки 0.1% студен крехкост увеличава прага от 20 К (фигура 7.1).
Фигура 7.1 - Влияние на съдържанието на въглерод в стоманата студен крехкост
Въведение в въглеродна стомана до 2% манган и до 0.8% силиций втвърдява феритна матрица чрез образуване на заместващата твърд разтвор. Допинг с манганов смила зърно ферит и увеличава вискозитета, което увеличава размера на работа на крак размножаване при ниски температури. Легиращи стават малки добавки от титан, ниобий и ванадий произвежда фин втори тип фазово разделяне VC, TiC, Nb (С, N), V (С, N), ефективно засилване на матрицата. Тези елементи допринасят за издребняване на зърната и намалена склонност да се превърне в неговия растеж. В границите на зърното се формират диспергирани частици на карбиди и карбонитриди на ниобий, титан и ванадий, възпрепятства растежа зърно по време на нагряването. Увеличаването на съдържанието на тези елементи е повече от 0.15%, въпреки че силата се увеличава, но едновременно увеличава наклона на стомана за крехко разрушаване.
За стомани на тази група включват класове стомана 09G2, 09Г2С 09G2SD, 16G2AF, 14G2AF, 14G2SAF и др. Поради използването на дефицит на никел в стомани от този тип е ограничен. тип 14G2AF стомана, и техни варианти 16G2AF 14G2SAF, 16G2SAF широко използвани в нормализирания условие за производството на газ диаметър тръби 1020-1420 мм. Тяхната сила RH = 560-600 МРа и издръжливост KCU при -60 ° С (213 К) в случай на намаляване на съдържанието на сяра и фосфор от 0.01% е 60 J / ст2.
От всички никел на легиращи елементи намалява студен крехкост става най-много. Никел и желязо са напълно разтворими в един от друг, имат сходна структура на кристалната решетка. Никел не карбид образуващ елемент, е в твърд разтвор в феритни и аустенит. Ni укрепва ферит и едновременно увеличава вискозитета. Никел увеличава закаляване на стомана, рафиниране зърно, и също така намалява концентрацията на примесите на изкълчвания и намалява блокиране дислокация въвеждане примеси атома. Приложението на 1% Ni понижава прага на студено крехкост около 20 К.
Хромът увеличава силата малко и стоманата при съдържание на 1% увеличение на вискозитета. Повишаването на концентрацията на хром-голямо от 1,5% увеличава прехода на фрактурата вид.
Стомана 09HG2NFB Получената контролирано търкаляне последвано от контролирано охлаждане по време на търкаляне на структурата на мелницата е предимно бейнитна с малко количество фин ферит, подсилен с разпръснати частици карбонитрид етапи V и Nb. Когато o0,2> 700 МРа и RH> 900 МРа си b5 = 20,5%. При -60 ° С якост KCU = 104 J / cm 2 и критична температура крехкост T50 = -100 ° С Метални заваръчни добре и могат да бъдат използвани в заварени конструкции критични приложения в строителството и машиностроенето.
Въвеждане на молибден в количество до 0.5% значително понижава прага на студено крехкост. Молибден има оказва задържащо влияние върху разпространението на фосфор подвижност и намалява отвръщане крехкост.
За Северна основната изпълнение тръбопровод в САЩ и Канада използва висока якост заваряема Mn - Mo - Nb стомана с микроструктура на игловиден ферит, съдържащ 1,6 - 2,2% Mn, 0.25 - 0.4% Mo, 0.04 - 0 10% Nb. Втвърдяване секрети Nb (С, N) се появява по време на охлаждане след валцуване и стареене горещо валцована стомана при температура 575-650 ° С
Тръби фирма "Italsider" като състав със структурата на игловиден ферит с дебелина 20 мм стени са студени крехкост праг T50 = -50 ° С при относителна влажност = 650 МРа и o0,2 = 540 МРа.
За северната изпълнение железопътни мостове използва 12G2MFT стомана. 12G2MFT валцована стомана до 40 мм се характеризира с не само висока якост, но и по-високи характеристики на якост на счупване в широк температурен диапазон.
Особено предизвикателство се увеличава студоустойчивостта на гласове стомани. стоманата на отливката се характеризира с наличието на дефекти в деформирани образуват кухини и пукнатини. Легираните стомани имат големи първични зърна, и смилане е сложна задача. Термична обработка на нормален режим не премахва напълно структурните характеристики на метала на гласове.
Най-обещаващ метод за рафиниране на зърната в стоманите на гласове, както и в деформираната се microalloying карбид формиране елементи като V, Ti, Nb, Zr.
Въпреки значителните структурни различия на лята стомана, има един параметър зависимост от фрактура издръжливост Kc на o0,2 за различни видове фрактура: крехки, Quasibrittle и вискозни (фигура 7.2).
Фигура 7.2 - Зависимост резистентност параметър крак Rc добив o0,2 хвърли стомани: I - податлив на счупване; II - вискозно-крехко разрушаване; III - крехка razruschenie
Оптимумът за максимална якост на счупване и студоустойчивост са легирани стомани имат якост добив 300-400 МРа, тъй като те имат рационални раздел якост и еластичност характеристики. Стомана със сила с добив по-малко от 300 МРа не може да бъде използван като студена резистентни поради ниските якостните характеристики. Стомана с граница на провлачване над 800 МРа има ниска студоустойчивост поради намалена еластичност. Тези стомани при ниски климатични температури могат да се използват само като износване устойчиви.