DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-621-631
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 ПАРАМЕТРІВ ОБРОБКИ НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ НИЗЬКОВУГЛЕЦЕВОЇ СТАЛІ
Анотація. Сортовий прокат круглого діаметру з низьковуглецевих сталей марок SAE вимагає постійного підвищення надійної системи забезпечення якості. Перспективними є процеси, що включають після гарячої прокатки температурно-швидкісні параметри охолодження, які забезпечують формування однорідної структури та властивостей. Залежно від умов проведення гарячої деформації в сталевому прокаті можуть спостерігатися різні структурні стани, які зафіксовані охолодженням і визначають властивості металу. Якщо метал піддавати витримкам при температурі кінця деформації, то в ньому протікають процеси збиральної рекристалізації, яка проявляється у формуванні зародків, здатних до подальшого зростання. У сталях із невисоким вмістом вуглецю після гарячої деформації подрібнення аустенітного зерна призводить до зменшення розмірів перлітних ділянок. Утворення внаслідок збиральної рекристалізації великого аустенітного зерна призводить до зменшення кількості структурно-вільного фериту. Найбільш важливим параметром мікроструктури є розмір зерна, який є одним із найефективніших способів управління структурою, що призводить до зміни механічних властивостей. Досліджували сортовий прокат із низьковуглецевої сталі марки SAE 1008 після гарячої прокатки у чистовому дротяному блоку та охолоджували водою перед розкладкою на витки до різних температур, вищих за А1, у подальшому охолоджували на повітрі до температур навколишнього середовища. Металографічні дослідження дозволили встановити вплив параметрів термічної обробки на структуру дослідженої сталі, яка являє собою ферит з невеликими ділянками пластинчастого перліту. За допомогою проведених розрахунково-аналітичних досліджень встановлено, що після високошвидкісної гарячої деформації на середній умовний діаметр зерна впливає термічна обробка, саме температура кінця охолодження. Для прокату зі сталей типу марок SAE раціональним є охолодження після гарячої деформації до температур порядку А1 + 150ºС з наступним уповільненим охолодженням, при якому формується більш рівномірне зерно, що забезпечить мінімальний розкид механічних властивостей.
Ключові слова: низьковуглецева сталь, сортовий прокат, температура, охолодження, структура, розмір зерна, механічні властивості.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-621-631
Посилання для цитування: Луценко В. А., Голубенко Т. М., Луценко О. В. Вплив параметрів обробки на структуру та властивості низьковуглецевої сталі. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 621-631. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-621-631.
Перелік посилань
1. Тубольцев Л. Г., Чайка О. Л., Бабаченко О. І. Перспективи розвитку металургійного виробництва в Україні за рахунок використання нових технологій. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 4-25. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-4-25
2. Ghosh S., Mula S., Malakar A., Somani M., Kömi J. High cycle fatigue performance, crack growth and failure mechanisms of an ultrafine-grained Nb+Ti stabilized, low-C microalloyed steel processed by multiphase controlled rolling and forging. Materials Science and Engineering: A. 2021. Vol. 825, 141883. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141883
3. Parusov E. V., Levchenko G. V., Lutsenko V. A., Bobyr S. V., Parusov O. V., Chuiko I. M., Golubenko T. М. Scientific and technological fundamentals of the production of highly efficient types of construction steel and wire rod. Metal and Casting of Ukraine. 2019. No. 7-9 (314-316). Р.30-38.https://doi.org/10.15407/steelcast2019.07.060
4. 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
5. Bobyr S. V., Parusov E. V., Levchenko G. V., Borisenko A. Yu., Chuiko I. M. Shear Transformation of Austenite in Steels Considering Stresses Effects. Progress in Physics of Metals. 2022. Vol. 23, No. 3. P. 379-410. https://doi.org/10.15407/ufm.23.03.379
6. 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
7. 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. 107625, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107625
8. 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
9. ASTM A510/A510M-18 Standard Specifi cation for General Requirements for Wire Rods and Coarse Round Wire, Carbon Steel, and Alloy Steel
10. Dhua S. K., Sarkar P. P. Development of ultrafine grains in C–Mn steel plates through hot-rolling and air-cooling. Materials Science and Engineering: A. 2013. Vol. 575. P. 177-188. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.03.052
11. 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
12. Каверинський В. В., Сухенко З. П., Баглюк Г. А. Моделювання кінетики процесів рекристалізації, повернення і виділення карбонітридних частинок у мікролегованій сталі після гарячої деформації аустеніту. Міжвузівський збірник “Наукові нотатки”. 2019. Вип. 66. С. 141-150.
13. Chen S. C., Huang C. Y., Wang Y. T., Yen H. W. Coopetitive micro-mechanisms between recrystallization and transformation during/after dynamic strain-induced transformation in aluminum-containing low-carbon steel. Materials & Design. 2017. Vol. 134. P. 434-445. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.08.074
14. Dong L., Zhong Y., Ma Q., Yuan C., Ma L. Dynamic Recrystallization and Grain Growth Behavior of 20SiMn Low Carbon Alloy Steel. Tsinghua Science & Technology. 2008. Vol. 13, Iss. 5. P. 609-613. https://doi.org/10.1016/S1007-0214(08)70097-X
