Презентация "Высокопрочные стали" – проект, доклад

Высокопрочные стали

Диаграмма конструкционной прочности

НУС-низкоуглеродистые СУС-среднеуглеродистые ВУС-высокоуглеродистые МСС-мартенситностареющие ТМО-термомеханическая обработка СМЗ-сверхмелкое зерно МАС- метастабильное аустенитное состояние

Низкоуглеродистые стали с карбонитридным упрочнением

С 0,1-0,2% Mn 1,3-1,7% N 0,015-0,025% Cu 0,15-0,3% V 0,1-0,2% Mo 0,15-0,25%

14Г2АФ 12ГН2МФАЮ 14ХГН2МДАФ Термообработка Закалка + низкий отпуск

Среднеуглеродистые стали

25Х2ГНТА 1500 МПА 30ХГСН2А 1750 МПА 40ХСН2МА 2000 МПА Термообработка Закалка + низкий отпуск

Высокоуглеродистые стали

С 0,7-0,8 % Термообработка Закалка + низкий отпуск Предел прочности 1800-3000МПА

Мартенситно-стареющие стали

Мартенситно-стареющие стали — это без углеродистые комплексно легированные сплавы на железной основе, у которых определенное сочетание легирующих элементов обеспечивает формирование в процессе соответствующей термической обработки пластичной матричной фазы — мартенсита замещения, армированной дисперсными высокопрочными, равномерно распределенными частицами интерметаллидных фаз Термообработка- Закалка 900-1000С + Старение 500-600С σв = 1550-3000 МПа; σ0,2 = 1500-2950 МПа; δ =15-20%; ψ = 50-80 %; KCV =1,5-3 МДж/м2.

мартенситно-стареющие стали

Большинство сталей создано на базе систем Fe—Ni— Mo, Fe—Ni—Со—Mo, Fe—Cr—Ni— Mo, Fe—Cr—Ni—Co—Mo. Н18К3М4Т 1550МПА Н18К9М5Т 1900МПА Н16К4М5Т2Ю 2050МПА Н17К10М2В10Т 2350МПА Н12К12М10Т10 3000МПА

Мартенситно-стареющие стали обладают высокой конструкционной прочностью в интервале температур от криогенных до 500 oС Рекомендуются для изготовления корпусов ракетных двигателей, стволов артиллерийского и стрелкового оружия, корпусов подводных лодок, батискафов, высоконагруженных дисков турбомашин, зубчатых колес

Коррозионностойкие МСС

08Х15н5д2т 03х12н8к5м3т 03х12н10д2тб

Предел прочности 1350-1800МПА Предел текучести 1200-1700МПА

Стали с метастабилным аустенитным состоянием

25Н24М4 24Н21Г2С2М4 30Х10Г10 03Х14АГ12

Закалка 1000-1100С Деформация при 250-550С Предел прочности σв 1500-2000МПА Относительное удлинение δ 50-80%

Стали для холодной штамповки

Основные требования

Высокая штампуемость

Высокое качество поверхности

Механические свойства минимальная твердость максимальная пластичность

Структура металла средний размер зерна феррита мелкая структура перлита отсутствие разнозернистости и полосчатости

Требования по механическим свойствам

Число текучести σт/σв = 0,5-0,6 σв = 280–330 МПа δ =33 – 45% Твердость < 45НRb

Требования к структуре

Среднее зерно феррита Мелкие выделения зернистого перлита Отсутствие карбидной сетки цементита третичного по границам зерен Отсутствие полосчатости структуры Отсутствие текстуры Отсутствие разнозернистости

Зерно феррита 6-8 балл (0,05...0,03 мм)

Термообработка

Рекристаллизационный отжиг Т=650-680С Степень предшествующей деформации 30-50%

Крупное зерно феррита вызывает дефект поверхности типа «апельсиновая корка»

Дефект «апельсиновая корка»

Полосчатость структуры после прокатки

Текстура деформации

Фестоны

Стали для холодной штамповки (химический состав)

Наибольшее влияние на повышение прочности оказывают C, Si, Mn , Al, Cr Снижают пластичность Mn, N, S, C, P, Si. Оптимальное содержание С 0,05-0,08% Mn 0,3-0,5% Si 0,04-0,05% S , не более 0,03% и P не более 0,015% Cr, Ni не более 0,04% Al 0,03-0,04% N не более 0,004—0,006 %

Группы вытяжки сталей для холодной штамповки

Стальные листы для холодной штамповки в зависимости от максимально возможной степени деформации листа разделяют на следующие группы: - особо сложной вытяжки (ОСВ) - сложной вытяжки (СВ) - весьма глубокой вытяжки (ВГ), - глубокой вытяжки (Г), - нормальной вытяжки (Н).

Стали для холодной штамповки (основные марки)

Деформационное старение

Для устранения склонности к старению сталь микролегируют алюминием (0,02-0,05%) или ванадием (0,02-0,04%), связывающими азот, находящийся в твердом растворе и вызывающий деформационное старение, в нитриды A1N и VN. Стали 08Ю и 08Фкп нестареющие.

а- стареющая б-нестареющая

Дрессировка стали

а – после отжига б – после дрессировки в – после дрессировки и старения

Для устранения эффекта деформационного старения холоднокатаный и отожженный лист перед деформацией подвергают дрессировке, т. е. небольшой пластической деформации со степенью обжатия 1—2 %

Для исключения деформационного старения после отжига холоднокатаный лист нередко подвергают дрессировке, т. е. небольшой пластической деформации (1—2 %).

Вальцовка .

Двухфазные феррито-мартенситные стали (ДФМС)

Для штамповки изделий, требующих повышенной прочности, применяют низколегированные «двухфазные стали» со структурой, ‘состоящей из высокопластичной ферритной матрицы и упрочняющей фазы мартенсита или бейнита в количестве 20—30 %.

Неполная закалка

Такая структура получается в низкоуглеродистых (0,06—0,12 % С) низколегированных сталях (09Г2С, 09Г2, 16ГФР, 10Г2Ф, 12ХМ и др.) после закалки в воде из межкритического интервала температур (Ас1 < Тзак < Ас3 )

После такой закалки сталь обладает высокой пластичностью, низким пределом текучести (менее 450 МПа) и высоким временным сопротивлением более 700 МПа. Это облегчает выполнение глубокой штамповки без образования трещин.

1 – сталь ДФМС 2 – сталь 08кп 3 – низколегированная сталь

В процессе штамповки за счет деформационного упрочнения (наклепа) механические свойства изделий из сталей ДФМС существенно повышаются

Высокопрочные стали в автомобилестроении

03хгю 06хгсю 08г2сфб 12хм

Термообработка Неполная закалка