Тема диссертации: Исследование применимости деталей типа «Траверса» из мартенситно-стареющей и низкоуглеродистой мартенситных сталей

Введение. 2
Глава 1. Закономерности формирования структуры в НМС. 5
1.2 Критерии формирования мартенситной структуры. 6
1.3 Особенности формирования структуры в НМС.. 10
1.4 Особенности строения пакетного мартенсита. 11
1.5 Мартенситно - стареющие стали. 14
Глава 2. 15
Глава 3. Материалы и методики исследований и экспериментов. 16
3.1. Материалы и методики приготовления опытных образцов. 16
3.2 Оптическая микроскопия. 17
3.3 Методика испытаний одноосным растяжением. 17
3.4 Методика определения ударной вязкости при нормальной и пониженных температурах. 18
3.5 Методика измерения твёрдости. 18
3.6 Методика исследования изломов. 18
3.7 Методика построения и математического описания результатов испытаний на растяжение. 19
Глава 4. Исследования структуры и механических свойств НМС. 22
4.1 Результаты, полученные в ходе экспериментов. 22
4.2.1 Анализ результатов стали 15Х2Г2НМФБ. 23
4.2.2 Анализ результатов стали 06Х15Н6МВФБ. 25
4.2.3 Анализ результатов стали 09Х16Н4Б. 27
4.2 Фрактографические исследования изломов исследуемых сталей. 28
4.3 Математическое описание кривых напряжения - деформации. 34
Заключение. 44

Введение
Развитие передовых направлений науки и техники в последние десятилетия положило начало интенсивному совершенствованию авиационной и космической техники. Наряду с совершенствованием оборудования и технологии организации производства, существенно расширился спектр конструкционных материалов с качественно новыми свойствами и способов их обработки. Для изготовления таких ответственных деталей, как узел качения, входящих в состав ракетных двигателей используются материалы способные функционировать при повышенных нагрузках, иметь длительный ресурс бесперебойного функционирования, обеспечивать высокую точность при нагревах, надежность и стабильность.
В конструкции узла качания для достижения высокого уровня эксплуатационных характеристик используют прецизионные сплавы. В первую очередь, это стали мартенситного класса и дисперсионно твердеющие однофазные и двухфазные сплавы с интерметаллидным упрочнением. Однако прецизионные сплавы имеют ряд недостатков, среди которых неоднородность напряжений при горячей деформации, разнозернистость, сложность диспергирования структуры однофазных сплавов термическим воздействием, высокая стоимость сплавов, технологические особенности реализации упрочненного состояния и немонотонная зависимость физико-механических свойств от температуры, что особенно отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках сборочной единицы.
Низкоуглеродистые стали мартенситного класса (НМС) с однофазной структурой могут быть использованы в качестве альтернативного материала при изготовлении траверс, основных компонентов узла качания. Актуальность использования НМС в конструкции ракетного двигателя заключается в возможности диспергирования структуры и упрочнения термическим воздействием без использования жидких охлаждающих сред.
Развитие авиации, космонавтики, ракетостроения — областей техники, где соотношение общей массы конструкции и полезной грузоподъемности приобретет решающее значение, — привело к созданию новых видов сталей и сплавов, на которых посредством легирования и соответствующей термической обработки можно достичь высокий уровень прочности (σ в = 2000-2500 Н/мм²) при хороших значениях пластичности и вязкости.
Высокий уровень прочности, достигаемый в этих сталях, обусловлен процессами старения в безуглеродистом (< 0,03 % С) мартенсите, который в исходном, несостарениом, состоянии обладает высокой пластичностью и относительно малой прочностью. Упрочнение сталей осуществляется при старении и обусловлено процессами «предвыделения» и образования высокодисперсных интерметаллидных фаз типа NiTi, Ni3Ti, Ni(Ti Al), Ni3(TI Al), Fe2Mo и др., когерентно связанных с матрицей. Углерод для этих сталей является вредным элементом, т.к. при его наличии в стали вместо интерметаллидных фаз образуются карбиды, в том числе по границам зерен, что снижает пластичность и вязкость, а также уменьшает эффект интерметаллидного упрочнения. Мартенситно-стареющие стали весьма технологичны в металлургическом и машиностроительном производстве. В закаленном состоянии мартенсит этих сталей пластичен и может подвергаться деформации, обработке режущим инструментом и т.д. Однако, сложный процесс термической обработки, высокая стоимость и большая плотность, затрудняют использование МСС для деталей, к которым не предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости, хладноломкости и жаропрочности. Цель работы: провести анализ сталей МСС