Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Повышение свойств стали 30ХГСА созданием смешанной мартенситно-аустенитной структуры

А. И. Попелюх, А. Г. Тюрин, А. И. Бардин

Аннотация


Исследованы структура и свойства стали 30ХГСА после упрочнения по технологии Quenching and Partitionig (Q&P) и, для сравнения, по стандартным режимам закалки и отпуска. Проведены металлографический и фрактографический анализы стали, а также испытания на ударный изгиб. Получены кинетические диаграммы усталостного разрушения, рассчитаны коэффициент интенсивности напряжений ΔK и скорость роста усталостной трещины v. Показано, что в результате Q&P-обработки в стали формируется гетерогенная структура мартенсита, разделенная прослойками вязкого остаточного аустенита, что способствует повышению ударной вязкости стали в 1,5 - 2 раза и сопротивления распространению усталостных трещин в 1,5 раза по сравнению с аналогичными характеристиками после традиционной закалки с отпуском. При этом прочность стали практически не уменьшается. Обработка Q&P может быть рекомендована для повышения конструктивной прочности тяжелонагруженных деталей машин.

Ключевые слова


сталь; надежность; прочность; трещиностойкость; мартенсит; остаточный аустенит

Полный текст:

PDF

Литература


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

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

Edmondsa D. V., Hea K., Rizzob F. C. et al. Quenching and partitioning martensite - A novel steel heat treatment // Materials Science and Engineering. 2006. V. 438 - 440. Р. 25 - 34.

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

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.

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 // Journal of Alloys and Compounds. 2014. No. 615. P. 163 - 168.

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

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. Microstructure-hardness relationship in quenched and partitioned medium-carbon and highcarbonsteels containing silicon // Materials Science and Engineering A. 2008. V. 498. P. 442 - 456.

ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу: межгос. стандарт: утв. Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР 04.02.59. Введен 1969-01-01. соответствует СТ СЭВ 469-77 и ИСО 6508-86. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. 10 с.

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84). Межгос. стандарт. Утв. постановлением Госком. СССР по стандартам от 16.07.84 № 2515. Введен 1986.01.01. Изд. (январь 2008 г.). М.: Стандартинформ, 2008. 15 с.

ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Гос. стандарт СССР. Утв. постановлением Госком. стандартов Совета Министров СССР от 17.04.78 № 1021. Введен 1979.01.01, переизд. 1993 г. М.: Изд-во стандартов, 1993. 21 с.

Романив О. Н., Ярема С. Я., Никифорчин Г. Н. и др. Механика разрушения и прочность материалов. справ. Пособие в 4 томах / под общей ред. В. В. Панасюка. Киев: Наукова думка, 1988 - 1990 гг. Т. 4: Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов. 680 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2021.12.58-63


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025