Ельцина КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ Рекомендовано методическим советом УрФУ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлениям 150100 – Материаловедение и технологии материалов и 150400 – Металлургия Под общей редакцией А. А. Попова Екатеринбург Издательство Уральского университета 2014 УДК 621.763(075.8) ББК 30.36я73 К65 Авторы: В. М. Фарбер, Н. В. Лежнин, В. А. Хотинов, О. В. Селиванова, М. Л. Лобанов, В. Р. Бараз, А. В. Макаров, Г. А. Салищев, С. В. Жеребцов, В. Г. Пушин, Н. Н. Куранова, А. В. Пушин Рецензенты: кафедра физики Уральского государственного горного университета, зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. <...> Глава 6 написана авторами: В. Г. Пушин, Н. Н. Куранова, А. В. Пушин, Институт физики металлов УрО РАН. <...> Влияние упрочняющей фрикционной обработки на структуру и свойства пружинной стали мартенситного класса………………. <...> Влияние фрикционной обработки на сопротивление термическому разупрочнению закаленных сталей……………………………………………… 13 4.6. <...> Методы и условия перевода в УМЗ состояние титана и его сплавов…… 16 5.3. <...> Механические свойства титана и его сплавов в УМЗ состоянии………. <...> Применение титана и его сплавов с УМЗ структурой…………………. <...> Разработка объемных наноструктурных материалов с памятью формы. <...> На сегодняшний день стали класса прочности К65 (Х80), изготавливаемые по технологии контролируемой прокатки, нашли широкое применение, в частности, в строительстве магистральных газопроводов большого диаметра. <...> Данный класс сталей отвечает современным техническим требованиям, но механические свойства могут различаться по некоторым показателям, основным из которых является трещиностойкость, вследствие некоторых отличий по химическому составу (в пределах требований API), технологии производства листа по режиму контролируемой прокатки и ускоренного последеформационного охлаждения. <...> Сочетание этих свойств <...>
Конструкционные_и_функциональные_материалы_на_металлической_основе.pdf
УДК 621.763(075.8)
ББК 30.36я73
К65
Авторы: В. М. Фарбер, Н. В. Лежнин, В. А. Хотинов, О. В. Селиванова, М. Л. Лобанов,
В. Р. Бараз, А. В. Макаров, Г. А. Салищев, С. В. Жеребцов, В. Г. Пушин, Н. Н. Куранова,
А. В. Пушин
Рецензенты: кафедра физики Уральского государственного горного университета,
зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. И. Г. Коршунов;
главный научный сотрудник ИФМ УрО РАН, академик РАН д-р техн. наук,
проф. В. М. Счастливцев
Научный редактор – д-р техн. наук, проф. А. А. Попов
К65
Конструкционные и функциональные материалы на металлической основе :
учеб. пособие / В. М. Фарбер [и др.] ; под общ. ред. А. А. Попова. – Екатеринбург :
Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 252 с.
ISBN 978-5-7996-1089-0
Учебное пособие освещает актуальные проблемы развития, обработки, создания
и исследования конструкционных и функциональных материалов на металлической основе.
Пособие предназначено
для
студентов,
обучающихся
по
150100 – «Материаловедение и технологии материалов» и 150400 – «Металлургия».
Глава 1 написана авторами: В. М. Фарбер, Н. В. Лежнин, В. А. Хотинов, О. В. Селиванова,
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина.
Глава 2 написана автором: М. Л. Лобанов, ООО «ВИЗ–Сталь», УрФУ имени первого Президента
России Б. Н. Ельцина.
Глава 3 написана автором: В. Р. Бараз, Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б. Н. Ельцина».
Глава 4 написана автором: А. В. Макаров, Институт машиноведения УрО РАН, Уральский
федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина.
Глава 5 написана авторами: Г. А. Салищев, С. В. Жеребцов, Белгородский государственный
национальный исследовательский университет.
Глава 6 написана авторами: В. Г. Пушин, Н. Н. Куранова, А. В. Пушин, Институт физики
металлов УрО РАН.
УДК 621.763(075.8)
ББК 30.36я73
ISBN 978-5-7996-1089-0
© Уральский федеральный
университет, 2014
направлениям
2
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СТАЛИ ДЛЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ:
ХИМИЧЕСКИЙ
СОСТАВ,
ПОЛУЧЕНИЕ,
СТРУКТУРА,
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА……………………………………………….. 6
1.1. Введение……………………………………………………………………. 6
1.2. Химический состав и получение сталей ...………………………………. 7
1.3. Микроструктура и дисперсные фазы сталей…………………………….. 11
1.4. Особенности разрушения трубных сталей класса прочности
Х80 (К65) .………………………………………………………………………… 19
Контрольные вопросы к главе 1………………………………………………... 30
Список библиографических ссылок к главе 1…………………………………. 31
Глава 2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПНАЯ СТАЛЬ. ИСТОРИЯ
РАЗВИТИЯ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ………………………………… 33
2.1. Введение……………………………………………………………………. 34
2.2. Электротехническая анизотропная сталь как магнитно-мягкий
материал…………………………………………………………………………… 36
2.3. История развития электротехнической анизотропной стали и технологий
ее производства…………………………………………………………………… 49
2.4. Методы снижения магнитных потерь ЭАС………………………………. 64
2.5. Перспективы развития ЭАС……………………………………………….. 68
Контрольные вопросы к главе 2…………………………………………………. 70
Список библиографических ссылок к главе 2………………………………….. 71
Список рекомендуемой литературы к главе 2………………………………….. 76
Глава
3. ПОВЕРХНОСТНАЯ ФРИКЦИОННАЯ ОБРАБОТКА
ПРУЖИННЫХ СТАЛЕЙ…………………………………………………………
3.1. Введение……………………………………………………………………..
3.2. Структурные особенности фрикционной обработки…………………….. 8
3
Стр.4
3.3. Влияние упрочняющей фрикционной обработки на структуру
и свойства пружинной стали мартенситного класса………………....………… 8
3.4. Фрикционное деформирование пружинной стали аустенитного класса:
особенности структуры и свойств……………………………………………….. 9
3.5. Способ фрикционной обработки длинномерных ленточных заготовок 10
Контрольные вопросы к главе 3…………………………………………………. 10
Список библиографических ссылок к главе 3…………………………………. 1
Глава 4. ФРИКЦИОННАЯ НАНОСТРУКТУРИРУЮЩАЯ ОБРАБОТКА
СТАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ………………………………………………… 1
4.1. Введение…………………………………………………………………….. 1
4.2. Наноструктурирование сплавов железа при фрикционной обработке
в условиях трения скольжения………………………………….......…………… 11
4.3. Влияние технологических параметров фрикционной обработки
на накопление пластической деформации и поврежденность поверхностных
слоев…………………………………………………………………...…………... 1
4.4. Упрочнение сталей при наноструктурировании поверхности
фрикционной обработкой……………………………………...............………… 1
4.5. Влияние фрикционной обработки на сопротивление термическому
разупрочнению закаленных сталей……………………………………………… 13
4.6. Влияние фрикционной обработки на износостойкость закаленных
углеродистых сталей……………………………………………………………… 1
4.7. Влияние фрикционной обработки на механические свойства сталей….. 14
4.8. Комбинированная деформационно-термическая обработка закаленных
сталей……………………………………………………………………………… 14
4.9. Использование микроиндентирования для анализа поверхностей,
подвергнутых фрикционной обработке………………………………………… 14
4.10. Заключение………………………………………………………………… 1
Контрольные вопросы к главе 4…………………………………………………. 15
Список библиографических ссылок к главе 4………………………………….. 15
4
Стр.5
Глава
5. УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ:
ПОЛУЧЕНИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ....……… 1
5.1. Введение…………………………………………………………………….. 1
5.2. Методы и условия перевода в УМЗ состояние титана и его сплавов…… 16
5.3. Механические свойства титана и его сплавов в УМЗ состоянии……….. 18
5.4. Применение титана и его сплавов с УМЗ структурой…………………..
Контрольные вопросы к главе 5………………………………………………… 20
Список библиографических ссылок к главе 5………………………………….. 20
Глава 6. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ И ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ……………….. 2
6.1. Введение……………………………………………………………………. 2
6.2. Типы мартенситных превращений, их обратимость……………………. 21
6.3. Модели перестройки кристаллических структур при МП……………… 2
6.4. Морфологические и микроструктурные особенности мартенсита как
результат аккомодации напряжений……………………………………………. 22
6.5. Предмартенситные явления……………………………………………….. 2
6.6. Эффекты памяти формы……………………………………………………. 23
6.7. Разработка объемных наноструктурных материалов с памятью формы.. 23
6.8. Применение сплавов с эффектами памяти формы………………………. 2
Контрольные вопросы к главе 6………………………………………………… 24
Список библиографических ссылок к главе 6………………………………….. 24
Об авторах………………………………………………………………………. 2
5
Стр.6