Regulation of microstructure and mechanical properties of 15CrNi3MoV steel large-tube forging

Der Artikel befasst sich mit der entscheidenden Notwendigkeit, die langfristige Zuverlässigkeit und Sicherheit von Komponenten der Schiffbautechnik zu gewährleisten, wobei der Schwerpunkt auf den 15CrNi3MoV-Großrohrschmiedestücken aus Stahl liegt. Sie unterstreicht die Beschränkungen traditioneller Methoden bei der Erzielung einheitlicher mechanischer Eigenschaften aufgrund von Materialhärtungsbeschränkungen, insbesondere in dickeren Abschnitten. Die Studie stellt eine innovative Methodik vor, die numerische Finite-Elemente-Simulation mit physikalischer Simulation kombiniert, um die Mikrostruktur dieser Schmiedestücke präzise vorherzusagen und zu optimieren. Dieser Ansatz reduziert den Versuchszyklus erheblich und minimiert die Verschwendung von Ressourcen. Die Forschung untersucht die Entwicklung der Mikrostruktur während der Wärmebehandlung, einschließlich des Normalisierens, Abschreckens und Temperierens, und ihre Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften. Es zeigt sich, dass die Abkühlgeschwindigkeit beim Abschrecken eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Mikrostruktur spielt, wobei niedrigere Abkühlraten zur Bildung von Martensit-Austenit (M-A) -Bestandteilen führen. Werden diese Bestandteile beim Temperieren nicht ordnungsgemäß zersetzt, können sich Karbidaggregate bilden, die die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, beeinträchtigen. Der Artikel untersucht auch die Auswirkungen der Anlasszeit auf die mechanischen Eigenschaften und zeigt, dass längere Anlasszeiten zu einem Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit führen können. Die Ergebnisse dienen als Vorlage für die Entwicklung von Wärmebehandlungsprotokollen für ultradicke Schiffsschmiedestücke der nächsten Generation, die verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit in Anwendungen im Schiffbau gewährleisten.