Определение влияния термической обработки на технологические свойства композиционных материалов на основе сплавов 20Х13 и 65Х13.

Актуальность работы. В настоящее время некоторые детали и узлы, которые используются в машиностроении и авиастроении, изготавливают из композиционных материалов. В ряде случаев условия эксплуатации данных узлов сопряжены с высокой рабочей температурой и взаимодействием с отходящими газами, поэтому задача изучения влияния температурно-временных факторов на структуру и свойства композиционных материалов является актуальной. Хромистые нержавеющие стали типа 20X13, 65X13 относятся к мартенситному классу сталей, т.е. в закаленном состоянии они имеют структуру мартенсита.

---

Заказывайте написание контрольной работы по БЖД. Рассчет стоимости работы бесплатно!

---

. Это обеспечивает сталям при закалке высокие прочностные свойства при низкой пластичности. Наличие в стали довольно большого содержания хрома, имеющего большое сродство к углероду, приводит к необходимости поднимать температуру и увеличивать время нагрева под закалку, чтобы растворить хромсодержащие карбиды и перевести хром в твердый раствор. Цель работы – определение влияния термической обработки на технологические свойства композиционных материалов на основе сплавов 20Х13 и 65Х13. Задачи: - рассмотреть теоретические аспекты влияния термической обработки на технологические свойства композиционных материалов; - провести анализ влияния термической обработки на материалы на основе сплавов 20Х13 и 65Х13. Объект исследования – сплавы 20Х13 и 65Х13. Предмет исследования – термическая обработка на технологические свойства композиционных материалов. Методы исследования – анализ, обобщение полученной информации. Структура работы состоит из введения, двух заключения, списка литературы.

В результате проделанной работы решены следующие задачи: рассмотрены теоретические аспекты влияния термической обработки на технологические свойства композиционных материалов; проведен анализ влияния термической обработки на материалы на основе сплавов 20Х13 и 65Х13. Взаимодействие хрома и углерода в содержащей хром стали приводит к повышенной устойчивости стали при отпуске. Физико-механические свойства стали 20X13 меняются в зависимости от температуры отпуска после закалки при 1050°С. Особенностью является практически полное отсутствие изменений свойств примерно до 500°С и затем резкое их уменьшение при температуре более 500°С. Такая особенность выбранной сырьевой стали создает серьезные трудности при промышленном производстве, поскольку даже незначительные колебания технологических параметров (например, температуры печи) в сочетании с допустимыми колебаниями состава в пределах одной марки (для стали 65X13 содержание углерода колеблется в диапазоне 0,26-0,35%) будут приводить к значительным изменениям контролируемых параметров - механических и магнитных свойств итогового конструкционного материала. Из существующего уровня науки и техники известно несколько способов термообработки нержавеющих хромистых сталей. При температуре закалки 900-940°С снижается растворимость в аустените карбидов, а при мартенситном превращении уменьшается содержание остаточного аустенита, что исключает при отпуске в интервале 350-390°С образование вторичного неотпущенного мартенсита. При закалке ниже 900°С в структуре пружинных сталей сохраняется остаточный феррит (признак недогрева при закалке), снижающий ее упругие свойства. При повышении температуры закалки свыше 940°С происходит рост зерна, а за счет увеличения растворимости хрома в аустените происходит увеличение его устойчивости. Мартенситное превращение идет неполное, что способствует появлению остаточного аустенита. Наличие остаточного аустенита и превращение его в мартенсит под воздействием упругих напряжений приводит к локальным зонам понижения микропластичности, которые являются концентраторами разрушения в структуре стали, что способствует снижению ударной вязкости и релаксационной стойкости. При температуре отпуска 350-390°С происходит распад остаточного аустенита с уменьшением количества зон пониженной микропластичности, что способствует повышению релаксационной стойкости изделий из пружинных сталей. Режим отпуска пружинных сталей после закалки обеспечивает не только создание определенной структуры продуктов превращения мартенсита, но и распад остаточного аустенита и выделение дисперсных карбидов. При отпуске ниже 350°С происходит снятие структурных напряжений и перераспределение дислокаций, но сохраняется остаточный аустенит, что не способствует повышению релаксационной стойкости изделий из пружинных сталей.

1. Григорьева Т.Ф., Баринова А.П., Ляхов Н.З. Механохимический синтез в металлических системах. Новосибирск: Параллель, 2018. 311 с. 2. Ильин, А. А. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: справочник / А. А. Ильин, Б. А. Колачев, И. С. Полькин. - М.: ВИЛС - МАТИ, 2017. - 520 с. 3. Каблов Е.Н., Герасимов В.В., Висик Е.М., Демоиис И.М. Роль направленной кристаллизации в ресурсосберегающей технологии производства деталей ГТД //Труды ВИАМ. 2013. №3. С.36-102. 4. Лукин В.И., Иода Е.Н., Пантелеев М.Д., Скупов А.А. Влияние термической обработки на характеристики сварных соединений высокопрочных алюминийлитиевых сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. С.45-99. 5. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение в XXI веке. Перспективы и задачи // Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2002. М.: МИСИС-ВИАМ, 2016. С. 23-107. 6. Каблов Е.Н. Основные итоги и направления развития материалов для перспективной авиационной техники // 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2007. М.: ВИАМ, 207. С. 20-96. 7. Способ термической обработки изделий из пружинных сталей мартенситного класса. Патент RU 2244757. 8. Способ термической обработки деформируемой коррозионно-стойкой стали 14Х17Н2. Патент RU 2508410. 9. Трыков, Ю. П. Слоистые композиты на основе алюминия и его свойства / Ю. П. Трыков, Л. М. Гуревич, В. Г. Шморгунов. - М. : Металлургиздат, 2014. -230 с. 10. Триботехнические свойства композиционных материалов на основе титана, полученных методами высокоэнергетического воздействия / Д. Б. Крюков, А. О. Кри-венков, М. С. Гуськов [и др.]. - М. : Металлург. - 2015. - № 7. - С. 43-106.