CC BY
5ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ (TECHNICAL SCIENCES) УДК 621.785.796
Игнатов Д.А.
магистрант кафедры «Технология транспортного машиностроения
и ремонта подвижного состава» Российский университет транспорт (МИИТ) (г. Москва, Россия)
Научный руководитель: Попов А.П.
доцент кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» Российский университет транспорт (МИИТ) (г. Москва, Россия)
МЕТОДИКА ПОВЫШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ СТАЛИ 09Х16Н4Б ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Аннотация: в статье рассматриваются вопросы по обеспечению стабильности сплава, из которого изготавливаются различные детали машиностроительной отрасли. Данный материал достаточно часто используется, так как размерная стабильность и свойства изделий из коррозионностойких высокопрочных сталей, к которым относится сталь 09Х16Н4Б определяются фазовым составом и структурой материала, которые формируются в процессе кристаллизации и последующей многоступенчатой обработки.
Ключевые слова: сталь 09Х16Н4Б, технологический процесс, пластичная деформация, термическая обработка.
Сталь 09Х16Н4Б (также известная как 316L) является нержавеющей сталью с высоким содержанием хрома, никеля и молибдена. Эта сталь обладает отличной коррозионной стойкостью, механическими свойствами и широким
спектром применений в различных отраслях промышленности. Сталь 09Х16Н4Б является одним из наиболее широко используемых материалов в современной промышленности благодаря своей высокой коррозионной стойкости и механическим свойствам. Однако, структурная нестабильность этого сплава может снижать его эксплуатационные характеристики и приводить к возникновению различных дефектов. В связи с этим, проведение исследования по повышению структурной стабильности стали 09Х16Н4Б имеет большое практическое значение.
Термическая обработка коррозионностойких литых КВС представляет собой сложный цикл термических операций, направленный, прежде всего, на уменьшение неоднородности химического состава и структуры стали вследствие дендритной ликвации, а также на минимизацию размерной нестабильности данного класса сталей[1].
Для повышения структурной стабильности стали 09Х16Н4Б могут быть использованы следующие подходы [2]:
1. Термическая обработка
2. Контроль содержания легирующих элементов
3. Управление нормализуемостью
4. Контроль исходного состояния.
Рекристаллизационный отжиг и охлаждение воздухом могут помочь устранить внутренние напряжения и улучшить структурную стабильность стали. Термическая обработка также может использоваться для регулирования содержания фаз и обеспечения оптимальных механических свойств.
Температурные воздействия также могут оказывать влияние на структуру и свойства стали 09Х16Н4Б. Высокие температуры могут вызвать неконтролируемое рост зерна, что может привести к изменению свойств стали. Однако правильно контролируемые температурные обработки, такие как отжиг или закалка, могут помочь контролировать микроструктуру стали и достичь оптимальных свойств. Например, закалка может привести к мартенситному
превращению и увеличению прочности, а последующий упрочняющий отжиг может снизить хрупкость и улучшить пластичность [3].
Другим важным аспектом термической обработки является скорость охлаждения. Быстрая охлаждение (закалка) приводит к формированию мартенситной структуры, которая обладает высокой твердостью и прочностью, но при этом может быть хрупкой. Медленное охлаждение (отпуск) позволяет уменьшить напряжения в материале и повысить его пластичность.
Легирующие элементы, даже при незначительном количественном отличии показывать совершенно разные физические свойства материала [2]. Тщательное контролирование содержания хрома, никеля, молибдена и других легирующих элементов в стали может помочь обеспечить стабильность структуры и свойства материала. Точное соотношение этих элементов позволяет достичь оптимальных характеристик стали (рис.1).
■ Сг РМ1
«л
ИМп РС >N11 ИР
Рис. 1. Химический состав стали 09Х16Н4Б
Оптимизация процесса нормализации может помочь улучшить устойчивость структуры стали. Грамотное выбор условий нормализации, таких как скорость охлаждения и температура, может снизить риск возникновения дефектов и сохранить структурную стабильность.
Тщательный контроль исходного микроструктурного состояния стали, такого как размер зерна, элементный состав и наличие примесей, позволяет устранить возможные источники нестабильности в структуре. Такие параметры
можно контролировать при производстве и обрабатывать для удаления возможных дефектов и улучшения структурной стабильности. Регулярный контроль качества в процессе производства и обработки стали позволяет выявлять возможные дефекты и сразу же принимать меры для их устранения. Это включает в себя контроль параметров процесса, анализ микроструктуры и механические испытания для проверки соответствия требуемым характеристикам.
Помимо выше названных необходима технологическая обработка, включающая ковку, прокатку и другие процессы, может управлять микроструктурой материала и формировать желаемые свойства.
Пластичные деформации, такие как изгиб, растяжение или ковка, могут оказывать влияние на структуру и свойства стали [4]. При пластической деформации происходят изменения микроструктуры, особенно в области деформации. Может происходить ориентационное упорядочение зерен, образование дислокаций и изменение фазового состава. Пластичные деформации могут привести к улучшению механических свойств, таких как повышение прочности и увеличение твердости. Однако неконтролируемые пластические деформации могут привести к дефектам, таким как трещины или дефекты формы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Гринберг Е. М., Гончаров С. С., Маркова Е. В. Влияние режимов термической обработки на количество остаточного аустенита в стали 09Х16Н4БЛ // Известия ТулГУ. Технические науки. 2011. №6-2.
2. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1980.
3. Анастасиади Г.П., Колчина Р.В., Смирнова Л.Н. Влияние скорости охлаждения и термической обработки на химическую микронеоднородность стали 09Х16Н4БЛ //МиТОМ №9. 1985. С. 35-37.
4. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. -М.: Металлургия, 1986.
Ignatov D.A.
Russian university of transport (Moscow, Russia)
Scientific advisor: Popov A.P.
Russian university of transport (Moscow, Russia)
THE TECHNIQUE OF INCREASING THE STABILITY OF STEEL 09H16N4B FOR
THE MANUFACTURE OF MACHINE-BUILDING PRODUCTS
Abstract: the article discusses the issues of ensuring the stability of the alloy from which various parts of the machine-building industry are made. This material is often used, since the dimensional stability and properties of products made of corrosion-resistant high-strength steels, which include steel 09H16N4B, are determined by the phase composition and structure of the material, which are formed during crystallization and subsequent multi-stage processing.
Keywords: steel 09H16N4B, technological process, plastic deformation, heat treatment.
