Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Применение термоциклической деформации для повышения эксплуатационных свойств низкоуглеродистой стали

В. К. Афанасьев, М. В. Попова

Аннотация


Исследовано влияние термоциклической деформации и последующей термической обработки на микроструктуру и механические свойства низкоуглеродистых сталей 10кп, Ст3пс и 20 в литом состоянии и после прокатки. Проведен металлографический анализ сталей на световом микроскопе при увеличениях ×140 и ×500. Измерена микротвердость структурных составляющих. Определены механические свойства сталей при испытаниях на растяжение. Установлено, что после термоциклической обработки при температурах выше Ас3 происходит диспергирование всех структурных составляющих. Прочность поковок после термоциклической обработки, закалки и низкого отпуска возрастает в 1,7 - 2,4 раза при удовлетворительном уровне пластичности.

Ключевые слова


низкоуглеродистая сталь; феррит; перлит; термоциклическая ковка; прочность; пластичность

Полный текст:

PDF

Литература


Перспективные материалы и технологии. Монография в 2 томах / Под редакцией В. В. Клубовича. Витебск: Изд-во УО "ВГТУ", 2017. Т. 1. 467 с.

Перспективные материалы и технологии. Монография в 2 томах / Под. ред. чл.-корр. наук В. В. Рубаника. Витебск: Изд-во УО "ВГТУ", 2019. Т. 2. 317 с.

Федюкин В. К., Смагоринский М. Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Ленинград: Машиностроение (Ленинградское отделение), 1989. 255 с.

Федюкин В. К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов. Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. 144 с.

Баранов A. A. Фазовые превращения и термоциклирование металлов. Киев: Наукова думка, 1974. 232 с.

Nasiri Z., Ghaemifar S., Naghizadeh M. et al. Thermal mechanisms of grain refinement in steels: A review // Met. Mater.Int. 2021. V. 27. P. 2078 - 2094 (DOI: https://doi.org/10.1007/s12540-020-00700-1).

Song R. et al. Overview of processing, microstructure and mechanical properties of ultrafine grained bcc steels // Materials Science and Engineering: A. 2006. V. 441, No. 1 - 2. P. 1 - 17 (DOI: 10.1016/j.msea.2006.08.095).

Tsuji N., Maki T. Enhanced structural refinement by combining phase transformation and plastic deformation in steels // Scripta Materialia. 2009. V. 60, No. 12. P. 1044 - 1049 (DOI: 10.1016/j.scriptamat.2009.02.028).

Kyaw Zaya, Thet Paing, Kornilova A. V. The effects of operational thermal cycling on mechanical and magnetic properties of structural steels // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. No. 675. P. 012041 (DOI: 10.1088/1757-899X/675/1/012041).

Subhani A. R. et al. Development of a high-strength low-carbon steel with reasonable ductility through thermal cycling // Journal of Materials Engineering and Performance. 2019. V. 28, No. 4. P. 2192 - 2201 (DOI: 10.1007/s11665-019-03969-5).

Hidalgo J., Santofimia M. J. Effect of prior austenite grain size refinement by thermal cycling on the microstructural features of as-quenched lath martensite // Metallurgical and Materials Transactions A. 2016. V. 47, No. 11. P. 5288 - 5301 (DOI: 10.1007/s11661-016-3525-4).

Maity J., Saha A., Mondal D. K., Biswas K. Mechanism of accelerated spheroidization of steel during cyclic heat treatment around the upper critical temperature // Philos. Mag. Lett. 2013. V. 93. P. 231 - 237 (DOI: 10.1080/09500839.2012.758390).

Bondareva O. P., Sedov E. V., Gonik I. L. Effect of thermal cycling treatment on structure and properties of ferritic-austenitic steel welded joint heat-affected zone metal // Chem. Pet. Eng. 2016. V. 52. P. 506 - 511 (DOI: 10.1007/s10556-016-0223-4).

Попова М. В., Кривичева Н. В. Особенности влияния термоциклической обработки на тепловое расширение сплава Al - 15 % Si // Известия вузов. Черная металлургия. 2009. № 4. С. 56 - 57.

Башнин Ю. А. Термоциклическая нитроцементация шестерен // МиТОМ. 1984. № 4. С. 14 - 15.

Семенова Л. М., Семенов С. В., Крайнова С. Н. Химико-термическая обработка стали 20Х в условиях циклического изменения температуры // МиТОМ. 2003. № 7. С. 3 - 7.

Гурьев А. М., Ворошнин Л. Г., Хараев Ю. П. Термоциклическое и химико-термоциклическое упрочнение сталей // Ползуновский вестник: часть 2. 2005. № 2. С. 36 - 44.

Афанасьев В. К., Столбов А. А., Золотовский А. А. и др. О воздействии термоциклической деформации и последующей термообработки на свойства малоуглеродистой стали // Известия вузов. Черная металлургия. 1994. № 2. С. 37 - 39.

Афанасьев В. К., Прудников А. Н., Попова М. В. и др. Влияние термоциклической деформации и отжига на структуру и удельное электрическое сопротивление стали марки Ст3пс // Сб. материалов 1-ой Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы в машиностроении". Новосибирск: изд-во НГТУ. 2014. С. 431 - 434.

Афанасьев В. К., Попова М. В., Долгова С. В. и др. Микроструктура и свойства доменного чугуна после термоциклической обработки // Металлургия: технологии, инновации, качество: труды XXII Международной научно-практической конференции. В 2-х частях. Новокузнецк: Изд. Центр СибГИУ. 2021. Часть 1. С. 208 - 212.

Афанасьев В. К., Попова М. В., Долгова С. В. и др. Воздействие обработки расплава и циклической деформации на микроструктуру доменного чугуна // Актуальные проблемы в машиностроении. 2021. Т. 8, № 1 - 2. С. 65 - 71.

Золоторевский В. С. Механические свойства металлов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: МИСиС. 1998. 400 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.12.3-9

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024