Бобирь Сергій Володимирович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-6816-1554.Е-mail: svbobyr07@gmail.com

Парусов Едуард Володимирович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-4560-2043

Левченко Геннадій Васильович, д.т.н., проф., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0003-1173-5320

Голубенко Тетяна Миколаївна, к.т.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-3583-211X

Чуйко Ігор Миколайович, к.т.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-4753-614X

ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ ЗАЛИШКОВОГО АУСТЕНІТУ В  СКЛАДНОЛЕГОВАНИХ СТАЛЯХ (ОГЛЯД)

Анотація. Метою аналізу є визначення режимів термічної обробки, що впливають на параметри якості складнолегованих сталей. Сталі, що містять хром і значну кількість інших легуючих елементів (нікелю, ванадію, молібдену та ін.), використовують для виробництва різноманітних металовиробів. Вони працюють в жорстких умовах експлуатації: прокатні валки, деталі енергетичного обладнання, прошивні оправки тощо. В таких сталях завжди присутній залишковий аустеніт, який впливає на властивості готових металовиробів. До факторів, що підвищують кількість залишкового аустеніту в складнолегованих сталях слід віднести: термічну стабілізацію аустеніту; перерозподіл вуглецю між α-фазою і аустенітом під час охолодження в інтервалі температур проміжного або бейнітного перетворення чи під час ізотермічного витримування дещо вище точки Мп; загартування з міжкритичного інтервалу температур; зміна швидкості охолодження; фактичний вміст вуглецю та легуючих елементів; зміну температури аустенітизації, ізотермічного витримування та температури нагріву під загартування. Зазначені фактори слід враховувати під час визначення остаточних параметрів режиму термічного оброблення з метою регулювання кількості залишкового аустеніту в складнолегованих сталях. Для отримання мультифазної структури сталі 38ХН3МФА запропоновано ізотермічне загартування з γ-α-області. На прикладі сталі 38ХН3МФА показано, що застосування кріогенного оброблення для режиму зміцнення сталі 38ХН3МФА сприяє перетворенню залишкового аустеніту в мартенсит та істотно збільшує мікротвердість структурних складових сталі.

Ключові слова: складнолегована сталь, структура, залишковий аустеніт, твердість, ізотермічне загартування, кріогенна обробка.

Посилання для цитування: Бобирь С. В., Парусов Е. В., Левченко Г. В., Голубенко Т. М., Чуйко І. М. Закономірності формування залишкового аустеніту в складнолегованих сталях (огляд). Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2021. Вип. 35. С. 223-235. (In Ukrainian).

DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-223-235

Перелік посилань

  1. Гуляев А. П. Термическая обработка стали. Москва : Металлургия, 1977. 647 с.
  2. Zhang , Zhang M., Guo Z., Chen N., Rong Yo. A new effect of retained austenite on ductility enhancement in high-strength quenching–partitioning–tempering martensitic steel. Materials Science and Engineering A. 2011. № 528. P.p. 8486–8491. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.07.049
  3. Счастливцев В. М., Калетина Ю. В., Фокина Е. А., Калетин А. Ю. Влияние скорости охлаждения на количество остаточного аустенита при бейнитном превращении. Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115. № 10. С. 1052–1063. https://doi.org/10.7868/S0015323014100143
  4. Садовский В. Д., Фокина Е. А. Остаточный аустенит в закаленной стали. Москва : Наука, 1986. 113 с.
  5. Мирзаевa Д. А., Созыкинa С. А., Маковецкий А. Н., Красноталовa А. О., Юсупова Л. И. Дилатометрическое исследование образования мартенсита и эффектов стабилизации аустенита в высокохромистой трубной стали. Физика металлов и металловедение. 2019. Т. № 8. С. 840–844. https://doi.org/10.1134/S0015323019060081
  6. Цуканов В. В., Зиза А. И. Совершенствование режимов термообработки стали марок 35ХН3МФА и 38ХН3МФА с целью повышения сопротивляемости хрупкому разрушению. Исследование превращения остаточного аустенита. Вопросы материаловедения. 2015. № 2 (82). С. 9–16.
  7. Курдюмов Г. В., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. Москва : Металлургия, 1977. 238 с.
  8. Speer G., Matlock D. K., Cooman B. C., Schroth J. G. Carbon portioning into austenite after martensite transformation. Acta Materiala. 2003. 51. P.p. 2611–2622. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(03)00059-4
  9. Edmonds V., He K., Rizzo F. C., Cooman B. C., Matlock D. K., Speer J. G. Quenching and partitioning martensite–A novel steel heat treatment. Materials Science and Engineering: A. 2006. No 438. P.p. 25–34. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.02.133
  10. Sun , 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.p. 100–107. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.08.021
  11. Jirkova , Masek B., Wagner M. F.-X., Langmajerova D., Kucerova L., Treml R., Kiener D. 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.p. 163–168. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.12.028
  12. Малинов Л. С., Бурова Д. В. Влияние закалки из межкритического интервала температур (МКИТ) и последующего высокого отпуска на структуру и свойства сталей 40ХН и 40ХН2МА. Вісник Приазовського державного технічного університету : зб. наукових праць. ПДТУ, Маріуполь, 2013. Вип. С. 93–99.
  13. Бобырь С. В, Левченко Г. В., Нефедьева Е. Е., Хулин А. А. Влияние изотермической закалки на структурное состояние и свойства арматурного проката из стали 30ГС. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2014. Вып. С. 240–245.
  14. Счастливцев В. М., Калетина Ю. В., Фокина Е. А., Калетин А. Ю. О роли остаточного аустенита в структуре легированных сталей и влиянии на него внешних воздействий. Физика металлов и металловедение. 2014. Т. № 9, С. 962–976.
  15. Майсурадзе М. В., Куклина А. А., Лебедев Д. И., Леонтьева А. А. Стабилизация остаточного аустенита при бейнитном превращении в стали 25Г2С2Н2МА. Уральская школа молодых металловедов. Сборник материалов XX Международной научно-технической конференции, г. Екатеринбург, 3–7 февраля 2020 г., Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2020. С. 223–226.
  16. Калетин А. Ю., Калетина Ю. В. Роль остаточного аустенита в структуре бескарбидного бейнита конструкционных сталей. Физика металлов и металловедение. 2018. Т. № 9. С. 946–952.
  17. Калетинa А. Ю., Калетина Ю. В. Эволюция структуры и свойств кремнистых сталей при фазовом переходе аустенит-бейнит. Физика твердого тела. 2015. Т. Вып. 1. С. 56–61.
  18. Bobyr S. V., Krot P. V., Levchenko G. V., Baranovska O. E., Loschkarev D. V. Influence of modes of thermal hardening and the subsequent cryogenic processing on structure and properties of steel 38Ni3CrMoV. obrobka met. 2021. 98 (2). P.p. 14–22. https://doi.org/10.15407/mom2021.02.014