Введение
1. Обзор литературных источников 7
1.1 Обзор механизмов образования продуктов диффузионного распада переохлажденного аустенита 7
1.1.1 Аллотриоморфный феррит 7
1.1.2 Феррит в виде видманштетта 9
1.1.3 Механизм образования перлита 9
1.1.4 Строение перлита в конструкционной стали марки 45X5 11
1.2 Современные методы изучения кинетики фазовых и структурных превращений 14
1.3 Подходы к моделированию кинетики изотермического превращения 18
1.3.1 Расчет инкубационного периода при изотермическом превращении 18
1.3.2 Классическая кинетика роста 20
1.3.3 Уравнение Колмогорова-Джонсона-Мэйла-Аврами 21
1.3.4 Другие применяемые уравнения для описания изотермического превращения 23
1.4 Подходы к моделированию кинетики фазовых превращений
при непрерывном охлаждении 30
1.4.1 Правило аддитивности Шейла 30
1.4.2 Концепция «истинной» изотермической диаграммы превращения 31
1.4.3 Модель Камамото 32
1.4.4 Исследование превращения аустенита в феррит при непрерывном охлаждении методом клеточного автомата 33
1.4.5 Теория фазовых полей 35
1.5 Постановка задачи исследования 36
2. Материал и методика исследования 38
2.1 Материалы 38
2.2 Методика проведения простого термического анализа 38
2.3 Проведение дилатометрических исследований 41
2.4 Изучение микроструктуры сталей 45
2.5 Проведение дюрометрических исследований 46
2.6 Методика проведения испытаний на прокаливаемость 46
2.7 Методика расчета кинетики перлитного превращения в изотермических условиях 49
2.8 Методика расчетов кинетики у—»а превращения при непрерывном охлаждении 50
2.9 Определение погрешности проведенных экспериментов 53
3. Разработка методики прогнозирования кинетики образования продуктов диффузионного распада метастабильного аустенита доэвтектоидных низколегированных сталей при непрерывном охлаждении 54
3.1 Аналитическое описание изотермических диаграмм распада переохлажденного аустенита доэвтектоидных низколегированных сталей 54
3.2 Расчет объемной доли перлита, образовавшегося при непрерывном охлаждении доэвтектоидных низколегированных сталей 66
3.3 Расчет кинетики образования избыточного феррита, образовавшегося при непрерывном охлаждении доэвтектоидных низколегированных сталей 71
3.4 Выводы по главе 79
4. Расчетно-экспериментальное изучение кинетики распада переохлажденного аустенита доэвтектоидных сталей в изотермических условиях и при непрерывном охлаждении 80
4.1 Исследование кинетики распада переохлажденного аустенита сталей 09Г2С, 18ХГТ и 40Х методом торцевой закалки 80
4.2 Исследование кинетики распада переохлажденного аустенита сталей 35Х2НМ и 38Х2ГНМ методом простого термического анализа 88
4.2.1 Определение температурно-временных интервалов протекания фазовых превращений в стали 35Х2НМ при непрерывном охлаждении 88
4.2.2 Металлографические и дюрометрические исследования стали 35Х2НМ 94
4.2.3 Построение термокинетической диаграммы распада переохлажденного аустенита стали 38Х2ГНМ 98
4.3 Изучение кинетики у а превращения в стали 45Х5МФ методом дилатометрического анализа 101
4.3.1 Исследование кинетики распада переохлажденного аустенита стали 45Х5МФ в изотермических условиях 101
4.3.2 Определение температурных интервалов фазовых превращений при непрерывном охлаждении стали 45Х5МФ 107
4.3.3 Экспериментальное определение кинетики фазовых превращений стали 45Х5МФ при непрерывном охлаждении 117
4.3.4 Металлографические исследования образцов из стали 45Х5МФ после непрерывного охлаждения 119
4.3.5 Дюрометрические исследования дилатометрических образцов из стали 45Х5МФ 126
4.3.6 Расчет кинетики перлитного превращения при непрерывном охлаждении стали 45Х5МФ 128
4.4 Выводы по главе 130
5. Разработка технологии водоісапельнои закаліси рабочих валков горячей прокатки из стали 45Х5МФ 132
5.1 Результаты промышленных экспериментов по определению теплофизических параметров водокапельной закалки 132
5.2 Расчетная оценка структурных полей прокатных валков диаметром бочки 300...900 мм из стали 45Х5МФ после водокапельной закалки 135
5.3 Выводы по главе 137
Заключение 138
Список литературных источников 141
