rezistență la rece a oțelurilor climă rece

Proprietăți mecanice și friabilitatea la rece a oțelului este determinată în primul rând de trei mecanisme de întărire:

1) rafinarea cerealelor;

2) atomi de durificare ferită alierea elemente și impurități, care formează soluții solide interstițiale și de substituție;

3) precipitate de durificare a doua particulelor fazei de diferite grade de finețe.

Carbon, cu toate că promovează întărire eficientă, reduce dramatic duritatea și ductilitatea oțelului, contribuind la creșterea fragilității la rece. Se crede că creșterea conținutului de carbon din oțel pentru fiecare fragilității rece 0,1% crește pragul de 20 K (figura 7.1).

Figura 7.1 - Efectul conținutului de carbon din oțel rece fragilității

Introducere în oțel carbon până la 2% mangan și până la 0,8% siliciu se întărește matricea de ferită prin formarea soluției solide substitutionala. Doparea cu mangan grinduri din ferită de cereale și crește viscozitatea, care crește cantitatea de funcționare a propagării crăpăturilor la temperaturi joase. Alierea adaosuri devin mici de titan, niobiu și vanadiu produce fin al doilea tip de separare a fazelor VC, TiC, Nb (C, N), V (C, N), întărind în mod eficient matricea. Aceste elemente contribuie la rafinarea cerealelor și tendința redusă de a deveni creșterea acesteia. Pe limitele granulelor se formează particule dispersate de carburile și carbonitrurilor de niobiu, titan și vanadiu, împiedică creșterea cerealelor în timpul încălzirii. Creșterea conținutului acestor elemente este mai mare de 0,15%, deși puterea crește, dar crește înclinația oțelului la rupere fragilă simultan.

Pentru oțelurile acestui grup sunt clase de oțel 09G2, 09G2S 09G2SD, 16G2AF, 14G2AF, 14G2SAF și colab. Datorită utilizării sale de deficit de nichel în oțeluri de acest tip este limitată. oțel tip 14G2AF și variante ale acestora 16G2AF 14G2SAF, 16G2SAF utilizate pe scară largă în stare normalizată pentru fabricarea de țevi cu diametrul de gaz 1020-1420 mm. Puterea lor RH = 560-600 MPa și tenacitate KCU la -60 ° C (213 K), în cazul în care reducerea conținutului de sulf și fosfor de 0,01% este de 60 J / cm2.

Dintre toate elementele de aliere nichelul scade fragilitatea la rece a devenit cel mai mult. Nichel și fier sunt complet solubile unul în celălalt, au o structură similară a rețelei cristaline. Nichelul este elementul nu formatoare de carbură, este în soluție solidă în ferită și austenită. Ni întărește ferită și în același timp crește vâscozitatea. Nichel crește călibilitatea oțelului, de rafinare a granulozității, și, de asemenea, reduce concentrația de impurități la dislocații și reduce blocarea dislocare introducerea atomilor de impuritate. Administrarea de 1% Ni scade pragul fragilității rece aproximativ 20 K.

Cromul crește rezistența oarecum și oțelului, la un conținut de creștere de 1% vâscozitatea. Creșterea concentrației de crom mai mare de 1,5% crește tranziția aspectul fracturii.

09HG2NFB Steel rezultat controlată de laminare, urmată de răcire controlată în timpul rulării pe structura morii este predominant bainitică cu o mică cantitate din ferită cu granulație fină, ranforsată cu particule disperse de faze carbonitrură V și Nb. Când o0,2> 700 MPa și RH> 900 MPa sale b5 = 20.5%. La -60 ° C duritate KCU = 104 J / cm2 și fragilității temperatura critică T50 = -100 ° C Din oțel sudate bine și pot fi utilizate în construcții sudate aplicații critice în construcția și inginerie mecanică.

Introducerea de molibden în cantități de până la 0,5%, scade în mod semnificativ pragul fragilității rece. Molibdenul are o influență restrictivă asupra difuziei mobilității fosforului și scade călire fragilității.

Pentru executia de nord conductei principale în SUA și Canada folosesc rezistență ridicată sudabil Mn - Mo - oțel Nb cu o microstructură din ferită aciculară ce cuprinde de 1.6 - 2,2% Mn, 0,25 - 0,4% Mo, 0,04 - cu 0 10% Nb. Călire secrețiile Nb (C, N) are loc în timpul răcirii sale după laminare și îmbătrânire din oțel laminate la cald, la o temperatură de 575 - 650 ° C.

firma Tevi „Italsider“ astfel de compoziție cu structura de ferită aciculară, cu o grosime a pereților de 20 mm sunt reci prag brittleness T50 = -50 ° C la RH = 650 MPa și o0,2 = 540 MPa.

Pentru podurile de cale ferată de execuție de nord folosit oțel 12G2MFT. 12G2MFT din oțel laminat la 40 mm este caracterizată prin faptul că nu numai o rezistență ridicată, dar caracteristici și mai ridicate de rezistență la rupere într-o gamă largă de temperaturi.

O provocare deosebită crește rezistența la rece a oțelurilor turnate. Oțelul turnat se caracterizează prin prezența defectelor în golurile de formă deformate și fisuri. oteluri aliate au boabe primare mari, și măcinarea este o sarcină complexă. Tratamentul termic al modul normal nu elimina complet caracteristicile structurale ale metalului turnat.

Metoda cea mai promițătoare de rafinare de cereale în oțelurile turnate, ca în deformat este microaliere carburi cum ar fi V, Ti, Nb, Zr.

În ciuda diferențelor structurale semnificative din oțel turnat, există un singur parametru dependență de tenacitatea la rupere Kc de o0,2 pentru diferite tipuri de fracturi: casante, Quasibrittle și viscoase (Figura 7.2).

Figura 7.2 - Dependența rezistenței la parametrul fisurare Rc yield o0,2 oțelurile turnate: I - ruperea ductilă; II - fractură visco-fragil; III - un razruschenie fragil

Optimul de rezistență maximă la rupere și rezistență la rece sunt oțeluri aliate având o rezistență la curgere de 300-400 MPa, deoarece acestea au o caracteristici raționale secțiune rezistență și ductilitate. Oțel cu o limită de curgere mai mică de 300 MPa nu poate fi utilizat ca rezistente la frig, datorită caracteristicilor de rezistență scăzută. Oțel cu rezistență randament de peste 800 MPa au o rezistență scăzută la rece datorită ductilității reduse. Aceste oteluri la temperaturi joase climatice pot fi utilizate numai ca rezistente la uzură.