Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние естественного старения на структуру и свойства стали 30ХГСА, упрочненной по технологии Quenching and Partitioning

А. И. Попелюх, С. В. Веселов, Е. М. Табакаев

Аннотация


Исследована сталь 30ХГСА после термической обработки по технологии Quenching and Partitioning (Q&P) и традиционной закалки. Проведен структурный и рентгеновский анализы стали, определены механические свойства. После Q&P-обработки в стали сформирована мартенситно-аустенитная структура с 10 % (ат.) остаточного аустенита. Применение Q&P-обработки вместо традиционной закалки позволило в 3 раза повысить ударную вязкость и в 2 раза — сопротивление росту усталостных трещин. После длительной выдержки при комнатной температуре (более одного месяца) количество остаточного аустенита в стали, упрочненной Q&P-обработкой, уменьшилось до 7,5 %, а ее ударная вязкость и трещиностойкость снизились в 1,5 раза по сравнению с состоянием непосредственно после упрочнения.

Ключевые слова


сталь; прочность; трещиностойкость; мартенсит; остаточный аустенит

Полный текст:

PDF

Литература


Калетин А. Ю., Калетина Ю. В. Роль остаточного аустенита в структуре бескарбидного бейнита конструкционных сталей  Физика металлов и металловедение. 2018. Т. 119, № 9. С. 946 – 952.

Jirkova H., Masek B., Wagner M. F. X. et al. Influence of metastable retained austenite on macro and micromechanical properties of steel processed by the Q&P process / H. Jirkova // Journal of Alloys and Compounds. 2014. No. 615. P. 163 – 168.

Ефременко В. Г., Зурнаджи В. И. Перспективы использования Q&P-технологии термообработки для повышения механических свойств стали // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2015. № 31. С. 35 – 41.

Зурнаджи В. И., Гаврилова В. Г. Технологические схемы термической обработки низколегированной стали на основе Q&P-принципа // Науч. вест. ДГМА. 2017. № 1(22Е). С. 15 – 23.

Edmonds D. V., Heа K., Rizzo F. C. et al. Quenching and partitioning martensite — а novel steel heat treatment // Materials Science and Engineering. A. 2006. No. 438. P. 25 – 34.

Ke Zhang, Maoyuan Zhu, Bitong Lan et al. The mechanism of high-strength quenching-partitioning-tempering martensitic steel at elevated temperatures // Crystals. Febr., 2019. V. 9. Р. 94 – 103.

Рущиц С. В., Ахмедьянов А. М., Маковецкий А. Н., Красноталов А. О. Закалка с последующим обогащением углеродом непревращенного аустенита (Q&P-обработка) мартенситной коррозионной стали AISI 414 // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2018. Т. 18, № 4. С. 89 – 97.

Wang Li, John G. Speer quenching and partitioning steel heat treatment // Metallography, Microstructure, and Analysis. 2013. V. 2. Р. 268 – 281.

Hockauf K., Wagner M. F.-X., Mašek B., Lampke T. Mechanisms of fatigue crack propagation in a Q&P-processed steel // Materials Science and Engineering: A. 2019. Т. 754. С. 18 – 28.

Sun J., Yu H. Microstructure development and mechanical properties of quenching and partitioning (Q&P) steel and an incorporation of hot-dipping galvanization during Q&P process // Materials Science & Engineering. A. 2013. No. 586. P. 100 – 107.

Eun Jung Seo, Lawrence Cho, Bruno C. De Cooman. Kinetics of the partitioning of carbon and substitutional alloying elements during quenchingand partitioning (Q&P) processing of medium Mn steel // Acta Materialia. 2016. No. 107. P. 354 – 365.

Nayak S. S., Anumolu R., Misra R. D. K. et al. Microstructure-hardness relationship in quenched and partitioned medium-carbon and high-carbon steels containing silicon // Materials Science and Engineering A. 2008. V. 498. P. 442 – 456.

ГОСТ 9013–59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу (Metals. Method of measuring Rockwell hardness: межгосуд. стандарт). М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. 10 с.

ГОСТ 1497–84 (ИСО 6892–84). Металлы. Методы испытания на растяжение (Metals. Methods of tension test: межгосуд. стандарт). М.: Стандартинформ. 2008. 15 с.

ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах (Metals. Method for testing the impact strength at low, room and high temperature). М.: Изд-во стандартов, 1993. 21 с.

Механика разрушения и прочность материалов: cправ. пособие: 4 т. / Под общей ред. В. В. Панасюка. Киев: Наукова думка, 1988 – 1990. Т. 4: Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов / О. Н. Романив, С. Я. Ярема, Г. Н. Никифорчин и др. 680 с.

Kraus W., Nolze, G. POWDER CELL — a program for the representation and manipulation of crystal structures and calculation of the resulting x-ray powder patterns // Journal of Applied Crystallography. 1996. V. 29, P. 301 – 303. DOI: 10.1107/S0021889895014920.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.9.3-10

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025