ПОЛУЧЕНИЕ ПРОКАТКОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ СТАЛИ

С СУБНАНОРАЗМЕРНОЙ ТОЛЩИНОЙ СЛОЯ.

Интенсивное развитие современной техники постоянно требует создания и широкого использования конструкционных материалов со специальными свойствами. В связи с этим большие перспективы по применению в различных отраслях промышленности получили многослойные материалы. Значительная технико-экономическая эффективность использования многослойных металлов обусловлена тем, что, за счет определенного сочетания различных металлов или сплавов в пакете удается объединить нужные эксплуатационные свойства его компонентов, а в ряде случаев получить специфические свойства, которыми не обладают отдельно взятые металлы. Исследование процессов прокатки многослойных материалов из стали является перспективным направлением получения материалов, обладающих исключительной прочностью и вязкостью.

Данная работа проведена с целью изучения возможности прокатки многослойных стальных пакетов и влияния различных факторов на механические свойства и структуру прокатанного многослойного пакета. Прокатку осуществляют со степенью обжатия 30-40% до требуемых толщин заготовки. Полученные заготовки комплектуются в новый пакет и вновь подвергаются прокатке. Процесс комплектования деформированных заготовок в пакеты и их прокатка выполняется до получения слоистого полуфабриката с требуемым количеством слоев и их толщин.

Так для изготовления слоистого полуфабриката листа из Ст.20 использовали пластины стали толщиной 2 мм, с предварительной очисткой контактирующих поверхностей, из которых вначале комплектовали пакеты по 6 пластин в каждом. Пакеты скрепляли по периметру и нагревали под прокатку до температуры 1050°С в твердом карбюризаторе во избежание окисления. Прокатывали до размера пакета 2 мм за 6-7 проходов с промежуточными подогревами в течение 15 мин до температуры прокатки. Последующие пакеты комплектовали из деформированных пакетов предыдущей прокатки после рекристаллизационного и консолидирующего отжига. Процесс повторяли вновь до получения слоистого полуфабриката листа. Так поэтапно получали 36 слоёв, 216 микрослоёв, 1296 субмикрослоёв, 14400 нанослоёв, и далее уже 72000 субнанослоёв. Полученные толщины каждого слоя при такой схеме прокатки представлены в таблице:

Кол-во слоев	1	6	36	216	1296	14400	72000
Толщина одного слоя	2 мм	330 мкм	42 мкм	5,3 мкм	650 нм	40 нм	7 Å

В процессе нагрева в восстановительной атмосфере в твердом карбюризаторе происходит диффузия углерода в сталь, его распределение по пластине неоднородно. При совместной прокатке пакета, состоящего из таких пластин, возможно получить материал с переменной концентрацией углерода по толщине и обладающий за счет этого уникальными свойствами. Распределение углерода в стальной пластине толщиной 2 мм с начальной концентрацией углерода 0.2% за время нагрева неоднородно - максимальная концентрация углерода наблюдается в поверхностных слоях пакета, минимальная – в его центральной части. В пакете, состоящем из 36 и более слоев, наблюдается выравнивание концентрации углерода после нагрева, вследствие диффузии углерода вглубь пластины и уменьшения толщины каждого слоя.

.

а б в

Рис. 2. Микроструктура пакета из 36 слоев: а - х250; б, в - х1000.

Неоднородность распределения углерода по пластине хорошо видна при анализе микроструктуры образцов. Полученные результаты анализа показывают, что во всех случаях произошла полная свариваемость слоев. Также было выявлено, что в пакете из 36 слоев наблюдается различие структуры по слоям (рис. 2). В пакете, состоящем из 216 слоев, подобных различий микроструктуры по слоям уже не наблюдается, что говорит о выравнивании концентрации углерода по всей толщине образца (рис. 3). Аналогичная картина характерна и для пакета, состоящего из 1296 слоев и более.

а б в

Рис. 3. Микроструктура пакета из: а) 216 слоев (х250); б) 1296 субмикрослоёв (х1000); 14400 субнанослоёв (х1000)

Анализ микроструктуры показывает большое количество цементита. Прокатка стального слитка, нагретого до 1050°С вызывала измельчение аустенитных зёрен и выделение цементита из раствора в виде мелких равномерно распределённых частиц, а не грубой сетки, т.к. во время прокатки слиток постепенно охлаждался с переходом через фазу аустенит + цементит. Такие сверхвысокоуглеродистые стали имеют при комнатной температуре более высокие показатели прочности и вязкости, чем обычные стали, применяемые в машиностроении. Механические испытания плоских образцов по ГОСТ 1497, изготовленных из исходной пластины и многослойных пакетов, показали прирост предела текучести в 2- 2,5 раза, а предела прочности в 1,5-1,7 раза.

Внедрение используемого способа прокатки позволяет получать слоистые полуфабрикаты с заданными свойствами, с любым количеством слоев и их толщин промышленным способом на действующем стандартном оборудовании.

Добрый день , Афонин В.Е., Пименов С.С. Ваша работа принята!

Регистрационный номер: 104677

Название секции: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Металлургия

Авторы: Афонин В.Е., Пименов С.С.

Название работы: Получение прокаткой многослойной стали с субнаноразмерной толщиной слоя.

Количество страниц: 3

Количество сборников: 1

Наука: ТН

Подсекция: 1

Страна: Россия

Мобильный телефон: (926)579-21-70

Почтовый индекс: 140560

Почтовый адрес: Россия, Московская область, г. Озёры, ул. Свердлова, д. 60, кв. 13

Получатель: Афонин Вадим Евгеньевич

E-mail: Dark-Hawk@mail.ru

Название журнала(конференции): Дни науки

Реквизиты для оплаты: Получатель: ООО Руснаучкнига , р/с 40702810800006496200 в Белгородском филиале Московского коммерческого банка ЗАО Москомприватбанк , ИНН 3123103932 , к/сч 30101810400000000342 в Отделении №2 Московского ГТУ Банка России, БИК 044585342 , КПП 3123020001 , ОГРН 1043108001551 , Адрес получателя: 308023 , г.Белгород , пр-т Б.Хмельницкого , 135/69

Сумма к оплате: 480 российских рублей, в том числе почтовая доставка заказным письмом 120 рублей

Не оплаченные работы не печтаются , не забудьте в назначении платежа указать фамилии авторов. После опубликования Ваша работа будет выслана на адрес :

Ориентировочный срок публикации в течении 3-4 недели с момента проведения конференции.

Справки по телефонам +38 0562 342961 , +38 056 3701313 , e-mail: info@rusnauka.com