Файл: Белюнас, К. И. Методика исследования и определения свойств стали паровых котлов и другого действующего оборудования [учебное пособие].pdf

Для исследования макро-микроструктуры и определения ударной вязкости по методу П. Н. Давиденкова достаточно сделать вырезку из листа котельной стали диаметром 15 мм и меньше.

Если по техническим условиям для данного изделия не тре­ буется характеристики хрупкости металла как, например, для стали паровых котлов, работающих при давлении пара ниже 15 кгс/см2, достаточно исследования макро-микроструктуры. Если данные металлографического исследования покажут, что в структуре металла содержатся пороки, не позволяющие его использовать в ответственных конструкциях, целесообразно провести механические испытания для определения возможно­ сти использования этого дефектного металла в иной области, в менее ответственных конструкциях.

Следует отметить, что методика проведения металлографи­ ческого анализа пока не стандартизована, поэтому в разных лабораториях исследования структуры металла проводятся по-разному, что приводит к путанице. Поэтому считаем, что назрела необходимость стандартизировать методику метал­ лографического исследования. Пока нет стандартных методов металлографического исследования предлагаем макро-микро­ структуру котельной и других сталей характеризовать с по­ мощью протокола постоянной формы в виде анкеты, содержа­ щей вопросы, охватывающие все возможные фазы и пороки структуры металла; описывать их надо, строго придерживаясь стандартных шкал. Те составляющие фазы и пороки структу­ ры, для характеристики которых стандартные шкалы не суще­ ствуют, должны быть подробно описаны с указанием их влия­ ния на свойства и поведение металла в различных условиях, главным образом свойственных для работы исследуемого объекта. В заключениях анализа структуры металла необхо­ димо дать оценку качества, имея в виду пригодность металла для работы данного оборудования в тех или иных режимах; кроме того, необходимо указать целесообразность и способы дальнейших исследований и испытаний металла для рацио­ нального его использования.

Химический анализ котельной стали рационально произво­ дить, если предусматривается использовать металл для пере­ плавки в мартеновской печи и т. п.

26

вы в о д ы

1.При исследовании макро-микроструктуры, механических свойств и химического состава стали 690 различных деталей 389 паровых котлов, находящихся в эксплуатации, и обработ­ ке данных было обращено внимание на взаимосвязи микро­ структуры с показателями механических свойств. Однако ограниченный объём металла, предоставленного нам пред­

приятиями (этот металл вырезался из котлов, находящихся в эксплуатации), не позволил установить такие взаимосвязи точнее.

2. Исследование макро-микроструктуры, испытания меха­ нических свойств при комнатной температуре и релаксации напряжения при температуре +430° С 3780 образцов сталей марок 08, 15, 20 и 45, обработанных термически различными способами, показали определенную закономерность взаимо­ связи характеров структуры, с одной стороны, и показателей механических свойств и релаксации напряжений, с другой. На оси координат мы откладывали баллы характеров изменяющихся фаз микроструктуры и соответствующие им значения того или иного показателя свойств, строили про­ странственные диаграммы, которые позволили определить интересующий нас показатель свойств металла по структуре.

3.Для определения свойств металла по структуре при на­ шем подходе нужны диаграммы, изображающие закономер­ ности взаимосвязей всех возможных особенностей микрострук­ туры со свойствами для каждой марки металла в отдельности.

4.Так как результаты анализа структуры достаточно ха­ рактеризуют металл и позволяют ориентировочно определить показатели механических свойств, то для проверки качества металла первоочередным должно стать металлографическое

исследование.

5. Недостатком металлографического исследования счита­ ется то, что он не характеризует субструктур, появляющихся в процессах пластической деформации и старения металла, которые оказывают влияние на прочность и пластичность. Поэтому для характеристики хрупкости металла параллельно с металлографическим анализом следует испытать металл на ударную вязкость так, как это делается при механическом испытании на разрыв.

27

6. Таким образом, для установления качества наиболее рациональной схемой исследования металла паровых котлов и другого оборудования, находящегося в эксплуатации, явля­ ется следующая:

а) исследование макро-микроструктуры; б) испытание ударной вязкости.

По результатам металлографического исследования опре­ деляем качество металла, ориентировочные показатели меха­ нических свойств и химический состав, целесообразность и способы дальнейших исследований и испытаний металла. Данные испытания ударной вязкости характеризуют хрупкость металла.

Для исследования макро-микроструктуры и определения ударной вязкости по методу П. П. Давиденкова достаточно сделать вырезку из листа котельной стали диаметром 15 мм

именьше.

7.Если технические условия для данного изделия не тре­ буют характеристики хрупкости металла, как, например, для

стали паровых котлов, работающих при давлении пара ниже 15 кгс/см2, достаточно провести металлографическое исследо­ вание. И только после того как данные металлографического исследования покажут, что структура металла содержит поро­ ки, указывающие на его непригодность для ответственных конструкций, проведение механических испытаний может оказаться целесообразным для выяснения свойств такого дефектного металла, чтобы использовать его для менее ответ­ ственных изделий.

8. Методика проведения металлографического анализа пока не стандартизована, поэтому в разных лабораториях исследования структуры металла проводятся по-разному, что приводит к путанице. Назрела необходимость стандартизиро­ вать методику металлографического анализа.

Пока нет стандартных методов металлографического ана­ лиза автор предлагает макро-микроструктуру котельной и других сталей характеризовать по протоколу постоянной формы в виде анкеты, содержащей вопросы, охватывающие все возможные особенности фаз и пороки структуры металла. Описывать же структуру следует, строго придерживаясь стан­ дартных шкал. Те особенности структуры, для характеристики которых стандартные шкалы не существуют, должны быть подробно описаны с указанием их влияния на свойства и пове­ дение металла в различных условиях, главным образом свой­

28

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Белюнас К.. И. и др. Исследования и разработка технологии изго­ товления металлических оцифрованных штриховых мер длины повышенной точности. Вильнюс, ЭНИМС, 1967, 256 л.

2.Белюнас К■И., Бендикас И. И., Иоделис В. С. Влияние характера пластинчатого перлита на релаксационную стойкость сталей. В сб.: Мате­

риалы докладов XVIII республиканской научно-технической конференции,

Вильнюс, 1968, с. 54—55.

3.Белюнас К. И., Иоделис В. С. Влияние характера видманштеттности микроструктуры на релаксационную стойкость и механические свойства углеродистых сталей. — В сб.: Материалы Литов, респ. XIX научно-тех­ нической конференции. Каунас. 1969, с. 18—22.

4.Белюнас К. И. и др. Исследование релаксационной стойкости угле­ родистой стали 20 при комнатной температуре. В сб.: Материалы Литов,

6.Белюнас К■ И. Металлографическое исследование углеродистых сталей. — В сб.: Материалы юбилейной литов, респ. XX научно-технической конференции, Каунас, 1970, с. 93.

7.Белюнас К. И. Механические качества сталей, работающих паро­ вых котлов. — В сб.: Материалы юбилейной XX научно-технической конфе­

ренции. Каунас, 1970, с. 92.

8.Белюнас К. И. Результаты исследования структуры металла, необ­ ходимые для определения его Использования по назначению. Вильнюс, ЛитНИИНТИ, 1972., с. 4.

9.Белюнас К■И. Методика металлографического исследования стали. Вильнюс, ЛитНИИНТИ, 1972, с. 3.

10.Белюнас К■И. Контроль качества металла действующего оборудо­ вания. Вильнюс, ЛитНИИНТИ, 1972. с. 3.

11.Белюнас К. И. Способ изображения закономерности взаимосвязей структуры со свойствами металла. Вильнюс, ЛитНИИНТИ, 1973, с. 8.

13.Bieliunas К. Metalij mechaniniij savybiij nustatymas pagal mikro- struktiirg.—„Mokslas ir Technika", 1961, Nr. 9, p. 34—35.

14.Bieliunas K., Ferito pavidaly nikrostrukturos jtaka angling plienu

jtempimij relaksacijai. Liet. ZOA XVIII destytojij mokslines konferencijos medziaga. Kaunas, 1972. p. 290.

30