Введение
1. Разработка и обоснование сталей, рекомендуемых для изготовления металлургического инструмента 18
1.1. Анализ работоспособности материала крупногабаритного инструмента в условиях повышенных температур, комбинированного нагружения и интенсивного изнашивания 18
1.2. Обзор перспективных легированных сталей инструментального класса, предназначенных для работы в сложных условиях эксплуатации 28
1.3. Механизмы упрочнения, действующие в легированных сталях инструментального класса 38
1.3.1. Упрочнение по зернограничному механизму 39
1.3.2. Твердорастворный механизм упрочнения и дисперсионное твердение сплава 39
1.4. Комплексные системы легирования и их влияние на свойства сталей инструментального класса 43
1.5. Особенности фазовых и структурных превращений в микролегированных износостойких сталях 48
1.5.1. Распад переохлажденного аустенита микролегированных сплавов в перлитной области 48
1.5.2. Особенности распада легированного аустенита в бейнитной области 51
1.5.3. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение 53
1.5.4. Влияние легирующих элементов на механизм распада мартенсита 56
1.6. Процессы термической обработки крупногабаритного металлургического инструмента 60
1.7. Математическое моделирование режимов термической обработки крупногабаритного металлургического инструмента 67
1.8. Выводы. Постановка задач исследования 75
2. Опытные стали инструментального класса с микролегирующим комплексом. Разработка, получение, методы исследования 78
2.1. Выбор программы для проведения оптимизации химического состава стали 78
2.2. Моделирование экспериментальных сталей 81
2.3. Технология выплавки экспериментальной стали 87
2.4. Обработка опытных данных на ЭВМ и построение математических и графических зависимостей. Использование пакета прикладных программ «КОМРLEX» для оптимизации экспериментальных данных 89
2.5. Построение пространственной модели «состав – свойство» и нахождение оптимального легирующего комплекса методом наложенных проекций 101
2.6. Разработанные оптимальные химические составы экспериментальных микролегированных сталей инструментального класса 106
2.7. Основные выводы и обобщения по главе 107
3. Термокинетические аспекты структурообразования в разработанных сталях 109
3.1. Определение критических интервалов фазовых превращений в разработанных сталях 111
3.2. Определение оптимальных параметров аустенитизации 113
3.2.1. Зависимость температуры начала мартенситного распада от температурных интервалов аустенитизации 113
3.2.2. Воздействие температурно-временных параметров нагрева на рост аустенитного зерна 115
3.3. Распад аустенита при непрерывном охлаждении 116
3.4. Кинетические особенности распада переохлажденного аустенита в изотермическом интервале 123
3.5. Основные выводы и обобщения по главе 133
4. Разработка оптимальных режимов термической обработки опытных сталей на основе исследования стркутурообразования при термическом влиянии 134
4.1. Структурообразование разработанных сплавов при ковке и кристаллизации 134
4.2. Оценка структурных превращений на этапе сфероидизации 144
4.3. Анализ влияния температурно-временных параметров закалки на формирование структуры и свойств микролегированных сталей 149
4.4. Исследование процессов отпуска разработанных микролегированных сталей 154
4.5. Оптимизация режимов термической обработки крупногабаритного металлургического инструмента 161
4.5.1. Разработка производственных режимов термической обработки валков прокатных станов из стали 70Х3Г2ВТБ 162
4.5.2. Оптимизированный режим термической обработки бронеплит бункеров из стали марки 100Х3Г2МТР 164
4.5.3. Разработанный режим термической обработки штампа горячей деформации из стали 70ХЗГ2ФТР 166
4.6. Моделирование физико-механических процессов при термической обработке готовых изделий из исследуемых микролегированных сталей 167
4.7. Основные выводы и обобщения по главе 177
5. Оценка механических и эксплуатационных свойств разработанных сталей 179
5.1. Оценка ударной вязкости разработанных сталей в интервалах температур эксплуатации металлургического инструмента 179
5.1.1. Ударная вязкость и фрактографические особенности изломов термообработанной стали 70Х3Г2ФТР при нормальной и повышенной температурах 180
5.1.2. Ударная вязкость и фрактографические особенности изломов термообработанной стали 70Х3Г2ВТБ при нормальной и повышенной температурах 182
5.1.3. Ударная вязкость и фрактографические особенности изломов термообработанной стали 100Х3Г2МТР при нормальной и повышенной температурах 185
5.1.4. Сравнительный анализ ударной вязкости разработанных сталей 188
5.2. Анализ механических и эксплуатационных свойств опытных сталей инструментального класса 190
5.2.1. Особенности механических свойств литой экспериментальной стали 100Х3Г2МТР 190
5.2.2. Механические и технологические характеристики стали 70Х3Г2ВТБ после термического упрочнения 193
5.2.3. Сопоставительная оценка механических и эксплуатационных свойств штамповых сталей 198
5.3. Комплексный анализ механических свойств и служебных характеристик, разработанных микролегированных сталей для металлургического инструмента 201
5.4. Основные выводы и обобщения по главе 202
6. Промышленная апробация и оценка экономической эффективности от внедрения разработанных сталей 204
6.1. Опытная партия валков горячей прокатки из стали 70Х3Г2ВТБ 204
6.2. Производственные испытания опытных штампов горячего деформирования из стали 70Х3Г2ФТР 215
6.3. Изготовление опытной партии отливок бронеплит бункеров доменного цеха из стали 100Х3Г2МТР 218
6.4. Основные выводы и обобщения по главе 226
Основные результаты и выводы по работе 227
Список использованных источников 230
Приложения 265
Приложение А 266
Приложение Б 273
Приложение В 285
Приложение Г 291
Приложение Д 301
Приложение Е 306
