Перков Олег Миколайович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії НАН України, площа академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; ORCID 0000-0002-8101-4054
Вакуленко Ігор Олександрович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії НАН України, площа академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; ORCID 0000-0002-7353-1916
Кузьмичов В’ячеслав Михайлович, зав. відділом, Інститут чорної металургії НАН України, площа академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: kuzmichev_vm@mail.ru, ORCID 0000-0003-2057-3001

ТЕРМОЦИКЛІЧНА ОБРОБКА (ТЦО) МЕТАЛІВ – ШЛЯХ ДО
ОТРИМАННЯ ОПТИМАЛЬНИХ СТРУКТУРИ І ВЛАСТИВОСТЕЙ

Анотація. Метою цієї роботи є вивчення можливості використання термічної циклічної обробки (ТЦО) металів для отримання структур, що визначають оптимальний комплекс механічних властивостей. Наведено основні положення ТЦО металів з використанням періодично повторюваних циклів нагріву та охолодження. Метод ТЦО, як спосіб термообробки, заснований на постійному накопиченні від циклу до циклу позитивних змін в структурі металів. Дослідження показали, що при швидкому нагріванні зростання аустенітного зерна відбувається повільно, і тому нагрів до високих температур (до 10000С) не веде до інтенсивного збільшення зерна. Встановлено, що збільшення розмірів зерен йде при змінній температурі нагріву в 3 рази повільніше, ніж в ізотермічних умовах при відповідній температурі. За умови, коли швидкість росту нової фази (аустеніту) мала, а швидкість зародження зерен значна, виходить, що до кінця alfa – gamma перетворення зберігається дрібнозерниста структура. Подальший нагрів, або витримка при постійній температурі, призводить до швидкого укрупнення зерен аустеніту. Якщо провести охолодження (наприклад, на повітрі) швидко нагрітої стали на 10-150 С вище температури точки Ас1, то внаслідок зворотного перекристалізації утворюється дрібне зерно перліту. При одному термоциклі феррит в доевтектоїдних сталях майже не зазнає змін. Але якщо зробити кілька таких нагрівань і охолоджень, то вся феритно-перлітна структура зазнає змін. Встановлено, що чим більше швидкість нагріву при ТЦО і менше перегріви над точкою Ас1, тим дрібніше зерно в вуглецевій 233 конструкційній сталі. Однак, при цьому зростає необхідність збільшувати число циклів термообробки. Наведено механізм структуроутворення, що пояснює ці явища, і практичні рекомендації щодо реалізації процесу ТЦО. Такий підхід дає можливість сформувати оптимальну структуру металу. При цьому можуть бути істотно розширені можливості в частині отримання матеріалів із заданими властивостями і вдосконалення на цій основі машин, конструкцій, окремих вузлів і деталей. Все це ставить ТЦО в розряд перспективних напрямків в металообробці.
Ключові слова: термічна циклічна обробка, сталь, структурні перетворення, аустеніт, перліт, ферит.

Бібліографічний список
1. Ивашко В.В. Структурные изменения в металлах при ТЦО. Ленинград, 1990. – С.169–171.
2. Кидин И.Н. Фазовые превращения при ускоренном нагреве стали. М.: Металлургия, 1997. – 280 с.
3. Илларионов Э.И. Термоциклическая обработка металлоизделий. Ленинград, 1992. – С. 71–73.
4. Кидин И.Н., Липчин Т.Н. Циклическая термообработка сталей. Пермь, 1989. – С.62–68.
5. Шоршоров М.Х. Термоциклическая обработка сталей и сплавов. М.: Наука, 2004. – 186 с.
6. Федюкин В.К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов. Л.: ЛГУ. 1997. – 193 с.
7. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Л.: Машиностроение, 1999. – 255 с.