Вы здесь

Розвиток наукових і методологічних основ прогнозування і оптимізації складів і технологій термічного зміцнення комплексно-легованих сталей

Автор: 
Ткаченко Ігор Федорович
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2007
Артикул:
3507U000544
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

раздел 2), была выполнена многоцелевая оптимизация технологических параметров для сталей типа 10Х2Н4МДФ и 14ХГНМДАФБРТ.
В качестве векторной целевой функции использовалась величина F, которая рассчитывалась по формулам (2.1) и (2.3). Различные варианты исследованного способа термического упрочнения для проведения многоцелевой оптимизации, определяли с использованием соответствующих дендрограмм для контрольных показателей свойств указанных сталей. Учитывая, что основным требованием к СЛВСС является обеспечение максимально высоких прочностных свойств, в качестве критерия выбора варианта использовалось условие: , где - средний уровень ?02 для одной из исследованных комбинаций значений технологических параметров, указанных на дендрограммах, приведенных в разделе 5.6.2. В табл.5.9 указаны значения технологических параметров для различных вариантов разработанного способа термического упрочнения, которые обеспечивают получение наиболее высоких прочностных свойств сталей типа 10Х2Н4МДФ и 14ХГНМДАФБРТ. В табл.5.10 приведены средние значения и стандартные отклонения контрольных механических характеристик для каждого варианта термообработки из табл.5.9, а также соответствующие требования действующих технических условий. Значения частных критериев Qq, отвечающих каждому показателю механических свойств q после термического упрочнения по всем указанным выше вариантам, приведены в
табл.5.11. Как видно из табл.5.11, термическая обработка по вариантам: 6, для стали 10Х2Н4МДФ, а также 1, 2, 3 и 4, для стали типа 14ХГНМДАФБРТ, приво-
дит к получению Qq проката после такой термообработки. Ряд вариантов термического упрочнения стали 10Х2Н4МДФ: 1, 2, 3 и 5, позволяют получить значения некоторых Qq только на уровнях Qq проката, но свидетельствует о нестабильности таких показателей как: ? (вариант 1), KCV??? (варианты 2 и 3), а также ?02 и KCV??? (вариант 5).
Таким образом, из приведенных данных (см. табл.5.11) следует, что одновременное выполнение условия Qq ? 1 для каждого, без исключения, показателя ме-
ханических свойств, достигается только после термического упрочнения сталей типа 10Х2Н4МДФ и 14ХГНМДАФБРТ по вариантам 4 и 5 соответственно. Зна-
чения F, рассчитанные согласно выражениям (2.1) и (2.3), также представлены в табл.5.11. Согласно определению векторной целевой функции F, указанные вари-
анты исследованного способа термического упрочнения СЛВСС следует считать оптимальным с точки зрения формирования гарантированного, с вероятностью не менее 95 %, комплекса механических свойств толстолистового проката ответственного назначения.
5.7. Совместное влияние химических элементов и условий термообработки на комплекс эксплуатационных свойств проката сложнолегированных бор-содержащих сталей
Согласно современным представлениям [5,127,128,142,249], к микролегирующим элементам относятся такие химические элементы в сталях, которые:
* способны оказывать одновременное воздействие на состояние матричной фазы; степень дисперсности упрочняющих выделений; морфологию неметаллических включений; состояние границ зерен; дислокационную субструктуру; поведение вредных примесных элементов;
* присутствуют в предельно малых концентрациях, снижении которых полностью устраняет эффект микролегирования, а превышение - технически или экономически нецелесообразно.
В связи с изложенным, при производстве микролегированных сталей возникает ряд проблем, наиболее важные из которых сводятся к следующему:
* выбор системы легирования и концентраций компонентов в стали, обеспечивающих наиболее полную реализацию потенциальных возможностей вводимых микролегирующих элементов;
* достижение максимальной "эффективной" [63,190,192,193] концентрации микролегирующего элемента, определяющей степень его влияния на структуру и свойства стали, путем выплавки, раскисления, прокатки и термической обработки по оптимальным технологиям.
Таким образом, термическая обработка является одним из наиболее эффективных способов управления состоянием микролегирующих элементов в сталях, за счет влияния на процессы взаимодействия их атомов с атомами матрицы, легирующих и примесных элементов, а также дефектами кристаллического строения. Указанные взаимодействия, как известно [5,63,190,311], способны в соответствующих условиях вызывать практически полный переход относительно небольшого общего количества атомов микролегирующих элементов в стали, в такие неактивные состояния, в которых они не способны оказывать необходимое влияние на структуру и свойства сталей. В качестве характерного примера можно привести изменение состояния атомов бора в стали с повышением температуры аустенитизации [63], когда взамен зернограничных сегрегаций атомов бора образуются соответствующие выделения частиц бор-содержащих фаз. В связи с изложенным, одной из основных задач оптимизации технологии термического упрочнения рассматриваемых сталей является снижение или полное предотвращение потерь микролегирующих элементов, обусловленных переходами их атомов в неактивные состояния.
5.7.1. Роль термической обработки в формировании комплекса эксплуатационных свойств улучшаемых бор-содержащих сталей. Определяющая роль термической обработки в формировании эксплуатационных свойств бор-содержащих микролегированных сталей подчеркивается большинством исследователей [63,190-196]. Это связано с рядом уникальных особенностей бора, как легирующего элемента: высокой диффузионной подвижностью [63,171], способностью к образованию химических соединений с атомами как металлов так и неметаллов [2,5,63], склонностью к образованию зернограничных сегрегаций [2,5,63,176,191,194], высокой энергией упругого взаимодействия с дефектами кристаллической решетки [176,182]. Следствием указанных особенностей, очевидно, является широкое разнообразие свойств бор-соде