СТРУКТУРНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СТАЛИ Р92 В ПЛАСТИКОВЫХ ТРУБОПРОВОДАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ АНДЖЕЙ ТОКАРЗ, ВЛАДИСЛАВ ЗАЛЕЦКИЙ
1 PL СТРУКТУРНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СТАЛИ Р92 В ПЛАСТИКОВЫХ ТРУБОПРОВОДАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ АНДРЖЕЙ ТОКАРЗ, ВЛАДИСЛАВ ЗАЛЕЦКИЙ Институт Металлургии Желаза им. С. Сташица, Гливице В ходе исследования дилатометром с возможностью деформации были построены диаграммы CTPc стали Р92 без деформации и после 40% деформации при температурах 950, 1000 и 1050°С и исследована их структура. Установлено, что деформация смещает начало превращения в более короткие времена и расширяет его температурный диапазон. Время превращения еще больше смещается с повышением температуры деформации. 1. ВВЕДЕНИЕ Металлургическая продукция из стали Р92, в основном трубы, поставляется в закаленном и отпущенном состоянии: закалка на воздухе и отпуск, в соответствии с условиями поставки, разработанными на основе испытаний. Структура этих изделий представляет собой мартенсит отпуска с различной долей феррита и выделениями карбидов Хромовый эквивалент, % Cr-экв. Cr % = Cr + Si + 1,5 2 обеспечивают полную рекристаллизацию структуры в аустенит с одновременным растворением карбидов, то есть в интервале температур С 1,2,3,4. Система фазовых равновесий, разработанная с помощью программы Thermocalc 3 и диаграммы Шеффлера (рис. 1), показывает, что в структуре стали Р92 в равновесном состоянии может присутствовать дельта-феррит. Наличие и количество выделившегося феррита зависит также от температуры аустенизации и скорости охлаждения от этой температуры 4. Феррит в структуре мартенситной матричной стали снижает прочностные свойства, в том числе сопротивление ползучести 5. 2. ЦЕЛЬ ИСПЫТАНИЙ Целью исследований было определение влияния горячей пластической деформации стали Р92 на кинетику и температурно-временной интервал отделения феррита при непрерывном охлаждении от температуры деформации. 3. ИСПЫТАНИЯ 3.1. Материал для испытаний Образцы для испытаний стали Р92, с химическим составом, представленным в таблице 1, были изготовлены из прямых отрезков труб диаметром 160 мм и толщиной стенки 40 мм импортного производства и отводов (отводов) после гибки труб с диаметром 219 мм и толщиной 20 мм. Трубы гнули при температуре 850 С. Отрезки труб и отводы из стали Р92 подвергали термообработке в две обработки: закалка на воздухе от температуры С и отпуск при температуре С. Таблица 1. Химический состав испытанная сталь c 0,10 Mn 0,45 Si 0,17 P 0,01 S 0,01 Содержание: элементы, % Cr 9,26 Ni 0,25 Mo 0,47 V 0,20 W 1,95 Nb 0,059 Cu 0,08 Al 0,01 N 0,04 B 0, Методы испытаний использование дилатометра ДИЛ 805, что также позволило изучить влияние деформации на фазовые превращения. Испытания проводились на образцах размером 04/2х10 мм (без деформации) и на образцах диаметром 1 мм и длиной 5 мм (горячедеформированные образцы) при следующих параметрах: — температура аустенизации: 1050 С — время выдержки: 5 с. мин — температура деформации: 950, 1000 и 1050 С — деформация (сжатие) 3 Исследования структуры стали Р92 проводились на дилатометрических образцах, не деформированных, горячедеформированных и охлажденных с различной скоростью, а также на образцах, вырезанных из отводов (отводов) после гибки труб. 33. Результаты испытаний 33.1.Диаграммы превращений аустенита при непрерывном охлаждении.Диаграммы превращений аустенита при непрерывном охлаждении испытуемой стали Р92 приведены на рисунке 2, охватывающем температурно-временные интервалы изменения из диаграммы КТПк после деформации при 950 С после деформация при 1000 С. Анизотермическая диаграмма СТР стали П без деформации А деформация при 1000 С деформация при 950 С Cos, * Рис. 2. Диапазоны превращений стали Р92 после пластической деформации 40 % при температурах 950 и 1000 °С. Деформация стали Р92 вызывает смещение интервала превращения аустенита в феррит в более короткие времена. Аналогичный эффект оказывает повышение температуры деформации (с 950 до 1000°С). Например, превращение аустенита в образцах, деформированных при 1000 С, начинается примерно через 200 с, в образцах, деформированных при 950 С, — примерно через 800 с, а в образцах без деформации — примерно через 8000 с. более широкий интервал температур. : о С по отношению к интервалу температур превращения в стали Р92 без деформации: о С. Рис. в виде зависимости твердости от скорости охлаждения. Твердость деформированных образцов выше твердости образцов, охлажденных без деформации в диапазоне скоростей охлаждения 60-5°С/мин.5 очерчены границы зон (рис.5г). Выделение феррита в виде скоплений или полос наблюдалось и в структуре изделий из стали Р92, примеры которых представлены на рис. 6. Рис. 4. Изображение структуры стали Р92 в исходном состоянии для испытаний Рис. 5. Изображения микроструктуры стали Р92, охлажденной со скоростью 5 град/мин с температуры 1050 С а) без деформации, б) с деформацией 950 С, в) с деформацией 1000 С, г) с деформацией 1050 С 6 Рис. 6. РЭМ-изображения структуры горячегнутых дуг из стали Р92 4. РЕЗЮМЕ Пластическая деформация стали Р92 в интервале температур С ускоряет превращение аустенита в феррит (с выделением карбидов) по отношению к интервалу превращения в недеформированной стали: около 10 раз после деформации при 950°С и около 30 раз после деформации при 1000°С. Это может быть одной из причин образования выделений феррита в структуре изделий из стали Р92, деформированных методом горячей обработки давлением. Горячая пластическая деформация стали Р92 также увеличивает ее твердость после охлаждения до температуры окружающей среды со скоростью более 2 град/с по сравнению с твердостью недеформированной стали, охлажденной с такими же скоростями. Повышение твердости, а, следовательно, и прочностных свойств стали, пластически деформированной при высоких температурах, обусловлено фрагментацией структуры и уменьшением выделений феррита. При разработке технологии обработки изделий из стали Р92, такой как изготовление отводов из прямых отрезков труб, следует учитывать параметры охлаждения изделия в области горячей пластической штамповки, чтобы структура изделия была мелкозернистой и без крупного феррита. выпадает в осадок. Получение такой структуры обеспечивает высокие прочностные свойства изделия и снижает склонность к образованию и распространению внутренних трещин на межфазных границах. Литература: 1. Фолдина В. и др. — Steel Research 1.61, 1996, № 9, с. Халд Ю., Кубон З. — Теннодинамическое прогнозирование микроструктуры в сборнике: Микроструктурное развитие и стабильность в высокохромистых ферритных сталях для электростанций. Институт материалов, Кембридж, 1997, стр. Сароджа С. и др. — Матер. наук and Technology 1.13, 1997 г., s Технический отчет Nippon Steel № 50, июль 1991 г.Испытание изготовления корпусно-осколочных гранат методом горячего прессования
ВАТ БЮЛЛЕТЕНЬ ТОМ. LVII, NR 3, 2008 г. Исследования по производству корпусов кумулятивно-осколочных гранат методом горячего прессования