Исследование высокопрочной износостойкой пластины 800 МПа с отличной свариваемостью в Японии.
Одной из тем исследований японского проекта «Суперсталь» является «Исследование высокопрочных износостойких пластин класса 800 МПа с отличной свариваемостью». В настоящее время предел прочности ферритной перлитной стали ниже 500 МПа, а высокопрочная износостойкая пластина с пределом прочности более 500 МПа в основном формируется путем добавления компонентов сплава с образованием бейнита, отпущенного мартенсита и других высокопрочных износостойких пластин. . Однако с увеличением легирующих элементов не только увеличивается стоимость стали, но и увеличивается сложность выплавки и рафинирования стали, а главное, ухудшаются сварочные характеристики и усталостная прочность высокопрочных износостойких пластинчатых сварных соединений. составляет всего 60 ~ 100 МПа (10% прочности матрицы основного металла). Ферритная сталь с основным составом C-Si-Mn обладает хорошей свариваемостью, однако прочность высокопрочных износостойких пластин, изготовленных по современной технологии, ограничена, поэтому целями исследования данной темы являются: На основе состава C- Si-Mn, размер зерна был увеличен с 10 мкм до 1 мкм путем измельчения зерна, и был получен баланс прочности и твердости ультратонкой композитной структуры феррит-2-перлит. Разработана сверхмелкозернистая сталь с пределом прочности 800 МПа. В то же время был разработан процесс сварки сверхизносостойких пластин с отличными сварочными характеристиками. Для этого данная тема изучается со следующих двух аспектов.
(1) Разработка сверхмелкокристаллических материалов. Сверхмелкие ферритовые зерна можно получить, используя большую пластическую деформацию. Однако когда к однонаправленной деформации прилагается большая пластическая деформация, деформация материала в направлении толщины не является равномерной, в результате чего деформация в основном концентрируется в центральной части образца. Нагай и др. использование метода «многонаправленной деформации» для подготовки ультрамелких ферритовых зерен, для которого характерно использование двунаправленной или разнонаправленной деформации, позволяет значительно улучшить неравномерное распределение деформации, что способствует получению однородной сверхмелкодисперсной микроструктуры.
Нагай и др. исследовали зерноизменение углеродистой стали с химическим составом (%) {{0}}.16C-0.4Si-1.4Mn с помощью имитатора разнонаправленной деформационной термомеханической обработки, разработанного в лаборатория. Результаты показали, что ультрамелкозернистая сталь, полученная методом «разнонаправленной деформации», имела более однородную ультрамелкокристаллическую структуру. Особенностью имитатора многонаправленной термомеханической обработки является возможность поворота образца на 90 градусов для каждого валка. Нагай и др. успешно подготовил пруток размером Φ18мм×20000мм из низкоуглеродистой Si-Mn стали с использованием технологии многонаправленной прокатки на лабораторном стане. Когда размер зерна стали был уменьшен с 10 мкм до 0,5 мкм, предел текучести высокопрочной износостойкой пластины можно было увеличить с 320 МПа до 740 МПа. Когда размер зерна горячекатаной стальной пластины размером 12 мм × 700 мм × см измельчается до 1 мкм, предел прочности высокопрочной износостойкой пластины достигает 800 МПа, а подготовленная горячекатаная высокопрочная износостойкая пластина имеет однородную форму. ультрамелкие зерна в направлении толщины.
В центре внимания находится анизотропия механических свойств толстых стальных пластин, вызванная большой деформацией, особенно снижением вязкости в некоторых направлениях. С этой целью Нагай и др. использовал метод «поперечной прокатки под большим углом» для изменения кристаллической ориентации материала. Посредством поперечной прокатки текстура или полюсный индекс (100) материала может быть эффективно изменена, так что разница в ударной вязкости и температуре хрупко-хрупкого перехода в поперечном направлении и направлении прокатки материала очень мала.
(2) Исследование технологии высокоэффективной сварки ультрамелкозернистой стали. Одной из важнейших проблем промышленного применения ультрамелкозернистой стали является размягчение ЗТВ. Традиционный метод сварки снижает прочность соединения из-за размягчения ЗТВ, вызванного укрупнением зерна. РейсукеИТО и др. разработал новый метод сварки в среде защитных газов со сверхузким зазором. Вторая сварка стального листа толщиной 19 мм, химический состав (%) стального листа: 0.15C-1.50Mn-0.20Si-0.02P{{ 14}}.002S, ширина ЗТВ составляет всего 3 мм, а твердость соединения ниже, чем HV250, поэтому можно эффективно предотвратить появление сварочных трещин и коррозионных трещин под напряжением.
С. Сукамото и др. использовали оборудование для лазерной сварки высокой мощности 20kWCO2 для изучения методов сварки и характеристик соединений ультрамелкозернистой стали с химическим составом (%) 0,049C-1.50Mn-0. 981Si-0.021P-0.0009S, чтобы минимизировать повреждение сверхтонкой кристаллической структуры. При этом свойства сварных соединений заметно улучшаются. АкихикоОХТА и др. разработала сварочную проволоку с низкой температурой перехода и повышенной усталостной прочностью. Сварочная проволока содержит 10% Cr и 10% Ni, начальная температура превращения аустенита в мартенсит составляет около 180 градусов, а конечная температура превращения — комнатная температура. При мартенситном превращении расширение металла шва приводит к возникновению сжимающих остаточных напряжений вокруг шва, что увеличивает усталостную прочность сварного соединения. Усталостная прочность соединения ультрамелкозернистого прутка с размером зерна 1 мкм составляет до 300 МПа, что на 100 МПа выше, чем у традиционной сварочной проволоки.
