DOI: 10.52150/2522-9117-2023-37-465-475

Луценко Владислав Анатолійович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-4604-5592

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

Луценко Ольга Владиславівна, к.т.н., н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-8298-5306

ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ ОБРОБКИ НА СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ Cr-Mo-V СТАЛІ

Анотація.Основним способом підвищення якісних характеристик сталі є правильно підібрана термічна обробка, мета якої створити структуру, яка б задовольняла вимогам виробника. Суттєво від температури нагрівання при термічній обробці залежить розмір аустенітного зерна в сталі, що в свою чергу впливає на остаточну структуру сталі та механічні властивості після обробки. Дослідну хромомолібденованадієву сталь 31CrMoV9 (EN 10085:2001) нагрівали до температур в інтервалі 850…1050°С та охолоджували у воді й на повітрі. Структуроутворення Cr-Mo-V сталі після нагрівання до різних температур, гартування та відпуску складається з відпущеного мартенситу (включаючи залишковий аустеніт) та легованих карбідів, а після нормалізації – бейніту та мартенситу з різним співвідношенням. Зі збільшенням температури нормалізації в основному відбувається збільшення загальної площі, зайнятої мартенситом без зміни його морфології. Дослідження показали, що підвищення температури нагріву приводить до збільшення кількості мартенситу з 10% при 850°С до 50% при 1050°С, відповідно збільшується мікротвердість сталі. З підвищенням температури гартування середня мікротвердість сталі знижується, що імовірно пов’язано зі збільшенням кількості залишкового аустеніту й розчиненням легованих карбідів. Виявлено, що з підвищенням температури нагріву збільшення початкового аустенітного зерна привело до укрупнення голок мартенситу. Проведені дослідження дозволили показати вплив підвищення температури аустенітизації на зміну структури Cr-Mo-V сталі. Виявлено, що температура аустенітизації впливає на фактичну швидкість охолодження. Отримані результати дозволяють орієнтовно прогнозувати кінцеву структуру Cr-Mo-V сталі після різних режимів термічної обробки. Для отримання більш детальних результатів цього впливу необхідно провести додаткові дослідження кінетики перетворень
в Cr-Mo-V сталі при охолодженні від різних температур. Для отримання рівномірної структури в Cr-Mo-V сталі слід нагрівання проводити при температурі 850ºС, що додатково приведе до ресурсозбереження.

Ключові слова: хромомолібденованадієва сталь, температура нагріву, структура, розмір зерна, бейніт, мартенсит, термічна обробка, гартування, нормалізація.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-465-475

Посилання для цитування: Луценко В. А., Голубенко Т. М., Луценко О. В. Вплив температури обробки на структуроутворення Cr-Mo-V сталі. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 465-475. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-465-475

Перелік посилань

1. Xiaomin Y., Shanshan H., Yiwei Z., Lei Y. Effects of controlled cooling process on microstructure and mechanical properties of 12Cr1MoV boiler steel. Heat Treatment of Metals. 2015. Vol. 40 No. 6. P. 116-119.
2. Xia B., Zhang P., Wang B., Li X., Zhang Z. Effects of quenching temperature on the microstructure and impact toughness of 50CrMnSiVNb spring steel. Materials Science and Engineering. 2023. Vol. 870. https://doi.org/10.1016/
   j.msea.2023.144856.
3. Polyzois I, Bassim N. An examination of the formation of adiabatic shear bands in AISI 4340 steel through analysis of grains and grain deformation. Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 631. P. 18-26. https://doi.org/
   10.1016/j.msea.2015.02.008.
4. Grzegorz G., Cezary K., Jerzy K. The effect of austenitizing temperature on prior austenite grain size in martensitic cast steel. Solid State. Phenomena Materials Science. 2013. Vol. 197. P. 53-57. https://doi.org/10.4028/
   www.scientific.net/SSP.197.53.
5. Pawlak K., Bialobrzeska B., Konat L. The influence of austenitizing temperature on prior austenite grain size and resistance to abrasion wear of selected low-alloy boron steel. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2016. Vol. 16 No. 4. P. 913-926. https://doi.org/10.1016/j.acme.2016.07.003.
6. EN 10085:2001 Nitriding steels – Technical delivery conditions., Category: 77.140.10 Heat-treatable steels.
7. Lutsenko V. A., Parusov E. V., Parusov O. V., Lutsenko O. V., Chuiko I. M., Golubenko T. M. Peculiarities of Formation of High-Carbon Steel Structure During Rolling. Materials Science. 2023. Vol. 58. No. 5. P. 621–628. https://doi.org/10.1007/
   s11003-023-00708-z.
8. Parusov E. V., Klimenko A. P., Lutsenko V. A., Chuiko I. N., Sahura L. V., Sivak G. I. The influence of the heating temperature on the kinetics of the austenite dissolution of high-carbon steel C2Dv. Metal Science and Heat Treatment of Metals. 2018. Vol. 1. P. 34-42. https://doi.org/10.30838/J.PMHTM.2413.240418.34.103.
9. Celada-Casero C., Sietsma J., Santofimia M. J. The role of the austenite grain size in the martensitic transformation in low carbon steels. Materials & Design. 2019. Vol. 167. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107625.
10. Maropoulos S., Karagiannis S., Ridley N. The effect of austenitising temperature on prior austenite grain size in a low-alloy steel. Materials Science and Engineering. 2008. Vol. 483-484. No. 1-2. P. 735-739. https://doi.org/10.1016/
    j.msea.2006.11.172.
11. Lagneborg Р., Siwecki Т., Zajac S., Hutchinson B. The Role of Vanadium in Microalloyed Steels. Scandinavian Journal of Metallurgy. 1999, Vol. 28. No. 5, P. 186-241.
12. Prawoto Y., Jasmawati N., Sumeru K. Effect of Prior Austenite Grain Size on the Morphology and Mechanical Properties of Martensite in Medium Carbon Steel. Journal of Materials Science & Technology. 2012. Vol. 28. No. 5, P. 461-466. https://doi.org/10.1016/S1005-0302(12)60083-8.