CC BY
570
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО
УДК 620.18.669.14.294.2
© Малинов Л.С.1, Бурова Д.В.2
НЕТИПОВАЯ ТЕРМООБРАБОТКА СТАЛЕЙ 09Г2С И ЕН36, В ТОМ ЧИСЛЕ С ВЫДЕРЖКОЙ В МЕЖКРИТИЧЕСКОМ ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР
(МКИТ)
Показана целесообразность проведения нетиповых термообработок сталей 09Г2С и ЕН36: нормализации с выдержкой в межкритическом интервале температур (МКИТ), а также закалки в воде и изотермической закалки из аустенитной области или МКИТ.
Ключевые слова: межкритический интервал температур (МКИТ), нормализация, закалка, механические свойства, феррит, мартенсит, бейнит.
Малінов Л.С., Бурова Д.В. Нетипова термообробка сталей 09Г2С і ЕН36, у тому числі з витримкою у міжкритичному інтервалі температур (МКІТ). Показана доцільність проведення нетипових термообробок сталей 09Г2С і ЕН36: нормалізації з витримкой у між критичному інтервалі температур (МКІТ), а також гартування у воді і ізотермічного гартування із аустенітної області або з МКІТ. Ключові слова: міжкритичний інтервал температур, нормалізація, гартування, механічні властивості, ферит, мартенсит, бейніт.
L.S. Malinov, D. V. Burova. Non-typical heat treatment of steels 09G2S and ЕН36, including heating in the inter-critical temperature interval (ITI). Usefulness of the nontypical heat treatments steels 09G2S and ЕН36: normalization with heating in the intercritical temperature interval (ITI) and quenching in water and isothermal tempering of austenitic region or ITI was shown.
Keywords: inter-critical temperature interval, normalization, quenching, mechanical properties, ferrite, martensite, bainite.
Постановка проблемы. Обычно листовые строительные стали не подвергаются у потребителя упрочняющей термообработке, а поставляются металлургическими комбинатами в горячекатаном, нормализованном, улучшенном состоянии или после контролируемой прокатки. В последние годы в связи с недостаточным количеством или повышенной стоимостью специально предназначенных для ремонтных целей конструкционных листовых сталей, вместо них используют строительные низколегированные стали. Однако они не обеспечивают требуемую долговечность деталей машин из-за сравнительно невысокого уровня прочностных свойств. В связи с этим необходимы разработки способов термообработки низкоуглеродистых низколегированных сталей, существенно повышающих их прочностные свойства при сохранении достаточной пластичности.
Анализ последних исследований и публикаций. В работах [1-3] показана возможность их повышения за счет получения в строительных сталях структуры мартенсита [1], игольчатого феррита [2] и бейнита [3]. При проведении соответствующих термообработок для получения этих структур температура аустенитизации была выше Ас3. В ряде случаев она составляла 980 и даже 1100°С, что требовало повышенных энергозатрат. Известно применение для низкоуглеродистых низколегированных сталей, используемых для глубокой вытяжки, закалки из МКИТ (Ас3»АсО [4]. Это обеспечивает получение в структуре наряду с ферритом 25-30% мартенсита, придающего материалу повышенную прочность при сохранении высокой пластичности. На-
1 д-р техн. наук, профессор, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
2 аспирант, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
73
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
грев и выдержка в МКИТ приводит к образованию аустенита, наряду с которым в структуре сохраняется феррит и небольшое количество карбидов. При этом аустенит имеет химическую микронеоднородность, т.к. на его границе с карбидами концентрация углерода и других аустенитообразующих элементов существенно выше, чем в феррите. Это позволяет после закалки получить многофазную микронеоднородную структуру мартенсита или бейнита с широким спектром содержания углерода и легирующих элементов, сохранить феррит, небольшое количество карбидов и в ряде случаев остаточный аустенит, способный претерпевать при нагружении динамическое деформационное мартенситное превращение. Последнее также играет важную роль в получении повышенного уровня предела прочности и относительного удлинения [5]. В работах [6, 7] показана целесообразность нормализации с нагревом в МКИТ специально разработанных для этого строительных сталей 09Г2СЮЧ и 09ХГ2СЮЧ. Проведены исследования по влиянию изотермической закалки из МКИТ ряда конструкционных сталей на механические свойства, показавшие возможность получения такого их сочетания, которое не достижимо обычными способами термообработки [8, 9].
В работе [10] предложено при проведении термообработки сталей с нагревом в МКИТ применять комбинированный нагрев: сначала- в МКИТ с регламентированной выдержкой, а затем- кратковременно в аустенитную область. Это позволяет, если требуется, исключить после закалки присутствие в структуре феррита, снижающего прочностные свойства, и сохранить микронеоднородность химического состава, полученную предыдущим нагревом в МКИТ. Показано также положительное влияние предварительной перед выдержкой в МКИТ аустенитизации на механические свойства ряда сталей [11].
Цель статьи - изучение влияния термообработок, в том числе включающих выдержку в МКИТ, на микроструктуру и механические свойства сталей 09Г2С и ЕН36.
Изложение основного материала. Материал и методика исследований. Объектом исследований служили, применяемые в промышленности стали 09Г2С и ЕН36 (табл. 1).
Таблица 1
Химический состав и температура критических точек исследованных сталей
Марка стали С Si Mn Содержание леги рующих элементов, % Ас1 Ас3
Cu V Cr Ni Nb Ti P S
не более
09Г2С 0,10 0,6 1,5 0,30 - 0,3 0,3 - - 0,025 0,030 725 860
ЕН36 0,11 0,3 1,25 0,02 0,08 0,03 0,02 0,04 0,015 0,015 0,003 740 860
Обычно сталь 09Г2С применяется в горячекатаном, нормализованном, реже в улучшенном состоянии, ЕН36 - после контролируемой прокатки. Механические свойства этих сталей после различных обработок, применяемых в промышленности, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Механические свойства исследованных сталей после термообработок по типовым режимам
Сталь Обработка Механические свойства
^0,2, МПа ав, МПа 5, %
09Г2С (лист толщиной 10-20 мм) Г орячекатаное состояние 345 490 21
Нормализация 345 500 30
Улучшение 370 500 19
ЕН36 (лист толщиной 6-30 мм) Контролируемая прокатка 385 488 18
Различные виды термообработки проводили с нагревом в аустенитную область, а также с нагревом в МКИТ. Охлаждающей средой служила вода. В случае изотермической закалки охлаждение до температуры изотермы проводилось в воде, а выдержка осуществлялась в печи.
Проводились металлографические исследования. Механические свойства на растяжение определялись по ГОСТ 1497-84 на образцах диаметром 5 мм с расчетной длиной 30 мм, на
74
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
ударную вязкость - по ГОСТ 9454 на образцах с U-образным надрезом.
Результаты исследований.
Нормализация исследованных сталей по типовому режиму и с выдержкой в МКИТ.
Стали 09Г2С и ЕН36 нормализовались по типовому режиму с нагревом в аустенитную область и после нагрева и выдержки 60 мин. в МКИТ при различных температурах. На рис. 1 приведены механические свойства стали 09Г2С после нормализации с различных температур.
740 760 800 840 900
Температура, оС
Рис. 1 - Механические свойства стали 09Г2С после нормализации с различных
температур
Из него следует, что при повышении температуры в МКИТ прочностные характеристики снижаются, а пластические возрастают. При этом после выдержки при температурах 740 и 760°С, которые соответственно, на 30 и 50°С выше Асі уровень прочностных свойств значительно выше, чем после нормализации с 920°С, а пластические характеристики и ударная вязкость сохраняются на достаточном уровне. Так сталь 09Г2С после нормализации с нагревом на 760°С (выдержка 60 мин.) имеет: а0,2= 420 МПа, ов= 590 МПа, 5 = 22%, у = 60%, KCU = 1,9 МДЖ/м2, а после нормализации с 920°С (выдержка 20 мин.): о0,2= 350 МПа, ов= 530 МПа, 5 = 28%, у = 66%, KCU = 2,1 МДЖ/м2.
Повышенный уровень прочностных свойств после нормализации с температур, незначительно превышающих Ас1, обусловлен дополнительным измельчением зерна, а также перераспределением углерода и марганца между а- и у- фазами и обогащением последней этими элементами. Следствием этого является повышение устойчивости переохлажденного аустенита по отношению к распаду с образованием феррито- карбидной смеси (ФКС), которая образуется при более низких, чем при охлаждении из аустенитной области температурах. В результате ФКС более дисперсна и содержит повышенное количество карбидов. Достаточный уровень пластичности при нормализации из МКИТ обусловлены присутствием в структуре большого количества феррита, очищенного от углерода и азота, упрочняющих его. При нормализации стали ЕН36 наблюдается та же закономерность в изменении механических свойств от температуры нагрева, что и для стали 09Г2С.
В табл. 3 приведены механические свойства стали ЕН36 после нормализации с 920°С (выдержка 20 мин.) и с 780°С (выдержка 60 мин.).
75
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
Таблица 3
Механические свойства стали ЕН36 после различных обработок
№ образца Обработка Механические свойства
Со,2, МПа ств, МПа 5, % V, % KCU, МДЖ/м2
1 Нормализация с нагревом на 920°С (20 мин.) 352 448 27 64 1,5
2 Нормализация с нагревом на 780°С (60 мин.) 375 500 33 67 1,9
3 Нормализация с предварительным нагревом на 780°С (60 мин.) и последующей кратковременной аустенитизацией при 920°С (5 мин.) 389 550 29 68 1,7
Из нее следует, что в последнем случае свойства выше, чем в первом. Еще в большей степени повысить механические свойства стали ЕН36 удается проведением нормализации с нагревом и выдержкой в МКИТ и последующей кратковременной (5 мин.) аустенитизации при 920°С (табл. 3). Это можно объяснить дополнительным измельчением зерна при сохранении химической микронеоднородности, полученной выдержкой в МКИТ. Следует подчеркнуть, что нагрев и выдержка в МКИТ уменьшают перлитную полосчатость по сравнению с горячекатаным состоянием (рис. 2). Приведенные данные показывают целесообразность нормализации из МКИТ, что требует меньших энергозатрат, чем типовая термообработка.
а
б
в
Рис. 2 - Микроструктура стали 09Г2С (х500х1,4): а - исходное горячекатаное состояние; б - нормализация с нагревом на 760°С, 60 мин.; в - нормализация с нагревом на 920°С, 20 мин.
76
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
Закалка исследованных сталей из МКИТ и аустенитной области. Для сталей 09Г2С и ЕН36 были выбраны следующие температуры нагрева под закалку: в МКИТ: 760, 800, 840°С и из аустенитной области: 920°С. Охлаждающей средой служила вода. С повышением температуры нагрева под закалку в МКИТ и особенно после перехода в аустенитную область, прочностные характеристики увеличиваются, а пластичность и ударная вязкость снижаются (табл. 4).
Таблица 4
Влияние температуры нагрева под закалку на механические свойства исследованных сталей
Сталь Температура, °С, выдержка 60 мин. ^0,2, МПа ав, МПа 5, % V, % KCU, МДЖ/м2
09Г2С 760 675 884 17 65 1,5
800 832 956 13 54 1,3
840 1032 1179 11 52 0,9
920 1125 1214 10 50 0,8
ЕН36 760 625 832 16 63 1,4
800 810 938 14 58 1,3
840 990 1150 12 54 1,0
920 1020 1190 11 52 0,9
Это объясняется увеличением количества аустенита в структуре сталей при нагреве до все более высоких температур и, соответственно мартенсита после закалки, несмотря на уменьшающуюся в нем концентрацию углерода. При закалке из МКИТ следует учитывать влияние на механические свойства времени выдержки.
В табл. 5 приведены механические свойства стали 09Г2С после закалки из МКИТ с 760 и 800°С после выдержки 30,60 и 90 мин.
Таблица 5
Влияние времени выдержки при температурах нагрева в МКИТ на 760 и 800°С
на механические свойства стали 09
2С
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин. CT0A МПа °в, МПа 5, % V, % KCU, МДЖ/м2
760 30 713 898 15 63 1,3
60 675 884 17 72 1,5
90 668 815 14 66 1,2
800 30 856 986 10 50 1,1
60 832 956 13 54 1,3
90 792 926 14 56 1,4
Из полученных данных следует, что увеличение времени пребывания при этих температурах образцов снижает прочностные характеристики и либо неоднозначно влияет на пластичность и ударную вязкость, либо повышает их. Согласно данным [12] при нагреве в МКИТ, образующийся в начальный момент аустенит обогащен углеродом по сравнению с его равновесной концентрацией, что должно привести к образованию после закалки мартенсита с повышенным содержанием углерода. При увеличении продолжительности выдержки образцов при температурах МКИТ содержание углерода в аустените и, соответственно, после закалки в мартенсите снижается в направлении, приближающему сталь к равновесному состоянию. Для полного выравнивания химического состава аустенита и мартенсита требуется длительная выдержка (более 3 часов). При необходимости в исследованных сталях получить наиболее высокий уровень прочностных свойств их следует закаливать с 840 или даже 920°С. В этом случае уровень получаемых механических свойств близок к таковому у ряда среднеуглеродистых сталей после улучшения. Это следует отметить в связи с тем, что в справочной и учебной литературе не рассматривается возможность повышения прочностных свойств исследуемых сталей проведением закалки. Между тем, она после нагрева в МКИТ или аустенитную область позволяет использо-
77
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
вать низкоуглеродистые низколегированные стали по новому назначению, а именно, вместо улучшаемых для деталей небольшого сечения. Это согласуется с данными работ [1, 2]. Следует также отметить, что закалка из МКИТ может заменить закалку из аустенитной области и последующий высокий отпуск, поскольку обеспечивает более высокий уровень прочностных свойств, при достаточной для многих случаев пластичности и ударной вязкости. Соответствующие данные приведены для стали 09Г2С и ЕН36 в табл. 6.
Таблица 6
Механические свойства стали 09Г2С и ЕН36 после различных режимов термообработки
Сталь Режим термообработки Механические свойства
^0,2, МПа ав, МПа 5, % V, % KCU, МДЖ/м2
09Г2С Закалка: 920°С, 20 мин., вода; отпуск 650°С, 60 мин. 589 650 18 68 1,5
Закалка: 780°С, 60 мин., вода 775 884 17 64 1,4
Закалка: 780°С, 60 мин., вода + 920°С, 5 мин., вода 780 930 15 60 1,3
Закалка: 920°С, 20 мин., вода + 780°С, 60 мин., вода 790 910 17 63 1,4
ЕН36 Закалка: 920°С, 20 мин., вода; отпуск 650°С, 60 мин. 585 695 17 65 1,5
Закалка: 780°С, 60 мин., вода 615 805 15 59 1,4
Закалка: 780°С, 60 мин., вода + 920°С, 5 мин., вода 733 908 16 62 1,6
Закалка: 920°С, 20 мин., вода + 780°С, 60 мин., вода 683 824 17 60 1,5
На сталях 09Г2С и ЕН36 показано, что предварительная закалка из аустенитной области (920°С, 20 мин.) позволяет повысить уровень прочностных свойств после повторной закалки из МКИТ (780°С, 60 мин.) (табл.6). Это можно объяснить ускорением перераспределения углерода и легирующих элементов между а- и у- фазами, дополнительным измельчением зерна и образованием субструктуры. Более высокий уровень прочностных свойств при повышенной пластичности и ударной вязкости получен после закалки с предварительным нагревом и выдержкой в МКИТ (780°С 60 мин.) и последующей кратковременной аустенитизации при 920°С, 5 мин. (табл. 6). Данный результат обусловлен устранением феррита из структуры, дополнительным ее диспергированием при сохранении микронеоднородности в распределении углерода и других элементов, полученной при закалке из МКИТ.
Изотермическая закалка исследованных сталей. Данные в литературе по изотермической закалке строительных сталей немногочисленны. В работе [3] приведены результаты исследова-
78
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
ний изотермической закалки из аустенитной области стали 10Г2ФБ. Полученные механические свойства соответствуют классу прочности Х 70 (оо,2= 500-600 МПа, ов= 600-700 МПа, 5 > 20%, у = 60-70%). Данные по влиянию изотермической закалки по аналогичному режиму, но только из МКИТ, на стали 09Г2С и ЕН36 приведены в табл. 7.
Таблица 7
Свойства сталей 09Г2С и ЕН36 после изотермической закалки
Сталь Режим термообработки Механические свойства
CT0A МПа °в, МПа 5, % % KCU, МДЖ/м2
09Г2С н. 920°С, в.20 мин., охлаждение в воде до 500°С, в. 60 мин., воздух 685 759 16 66 1,30
н. 760°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°С, в. 10 мин., воздух 463 561 20 74 1,50
н. 760°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 30 мин, воздух 478 580 22 76 1,68
н. 760°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 60 мин, воздух 490 610 20 72 1,48
ЕН36 н. 920°С, в. 20 мин., охлаждение в воде до 500°С, в. 60 мин., воздух 556 704 17 74 1,30
н. 760°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 10 мин, воздух 474 573 23 77 1,70
н. 760°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 30 мин, воздух 489 590 25 78 1,80
н. 760°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 60 мин, воздух 503 615 21 76 1,75
н. 760°С, в. 60 мин., н. 920°С, в. 5 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 30 мин, воздух 523 708 22 77 1,70
н. 920°С, в. 20 мин., вода, н. 780°С, в. 60 мин., охлаждение в воде до 500°, в. 60 мин, воздух 630 740 18 62 1,60
Примечание: н. - нагрев, в. - выдержка.
Из полученных данных следует, что после изотермической закалки с нагревом в аустенитную область (920°С, 20 мин.), охлаждения в воде до 500°С, выдержки при этой температуре 60 мин., охлаждения на воздухе у сталей 09Г2С и ЕН36 могут быть получены прочностные свойства, соответствующие категории Х70, но относительное удлинение несколько ниже требуемого уровня. Изотермическая закалка из МКИТ обеспечивает более высокий уровень пластических характеристик по сравнению с аналогичной закалкой из аустенитной области, но при этом у стали 09Г2С ниже, чем требуется для категории Х70, прочностные характеристики. Увеличение продолжительности изотермической выдержки при 500°С от 10 до 60 мин. повы-
79
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
шает прочностные свойства при сохранении хорошей пластичности и ударной вязкости. При этом у стали ЕН36 обеспечивается уровень свойств соответствующий категории Х70.
Дополнительная кратковременная аустенитизация при 920°С, 5 мин. после выдержки в МКИТ стали ЕН36 позволяет после изотермической закалки от этой температуры с выдержкой при 500°С повысить прочностные свойства до более высокого уровня, чем это достигнуто увеличением продолжительности изотермической выдержки при 500°С. При этом сохраняется повышенная пластичность и ударная вязкость (табл. 7). Это можно объяснить дополнительным измельчением зерна и исключением из структуры феррита. Высокий уровень механических свойств в стали ЕН36 получен после предварительной закалки в воде из аустенитной области и последующей изотермической закалки с нагревом в МКИТ. Хорошее сочетание механических свойств после изотермической закалки обусловлено получением наряду с ферритом низкоуглеродистого нижнего бейнита, обладающего повышенной прочностью и пластичностью. Не исключено присутствие на его границах тонких прослоек аустенита, повышающих пластичность стали.
Выводы
1. Нормализация сталей 09Г2С и ЕН-36 с нагревом и выдержкой в МКИТ по рациональному режиму позволяет получить более высокий уровень механических свойств, чем после нормализации с нагревом в аустенитную область.
2. Закалка исследованных сталей из МКИТ с температур близких к Ас3 или выше нее позволяет получить уровень механических свойств, близкий к таковому у среднеуглеродистых улучшаемых сталей после закалки и высокого отпуска. Это в ряде случаев позволяет для деталей небольшого сечения заменить их низкоуглеродистыми низколегированными сталями. С повышением температуры нагрева под закалку в МКИТ при постоянной выдержке прочностные свойства возрастают, а пластичность и ударная вязкость снижаются из-за увеличения в структуре количества мартенсита и снижения доли феррита. Увеличение выдержки с 30 до 90 мин. при выбранной температуре в МКИТ снижает прочностные свойства и либо неоднозначно влияет на пластичность и ударную вязкость, либо повышает их. Могут быть выбраны режимы нагрева и выдержки в МКИТ исследованных сталей, обеспечивающие после закалки уровень механических свойств, позволяющий заменить закалку из аустенитной области и последующий высокий отпуск, что уменьшает энергозатраты на проведение термообработки. В стали ЕН36 изотермическая закалка из МКИТ позволяет получить уровень свойств категории Х70.
3. Изотермическая закалка из МКИТ с переохлаждением до 500°С и выдержкой при этой температуре позволяет получить при более низких прочностных свойствах более высокие значения пластичности и ударной вязкости, чем после аналогичной термообработке из аустенитной области.
4. Кратковременная аустенитизация после выдержки в МКИТ при проведении нормализации и закалки позволяет повысить прочностные характеристики и сохранить на требуемом уровне характеристики пластичности и ударной вязкости. Близкий результат обеспечивает предварительная закалка из аустенитной области, проведенная перед термообработкой с нагревом и выдержкой в МКИТ.
Список использованных источников:
1. Малинов Л.С. Повышение прочностных свойств строительных сталей нетрадиционной для них термообработкой / Л.С.Малинов, А.С. Рубец // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2004. - №2. - С. 79-81.
2. Большаков В.И. Влияние продолжительности гомогенизирующей выдержки и последующей деформации на структуру игольчатого феррита в малоуглеродистых сталях 09Г2С и 10Г2ФБ / В.И. Большаков, Г.М. Воробьев, Г.Д. Сухомлин // Сб. науч. трудов. Вып. 26, ч.1 -Дн-вск: РИА «Днепр - VAL». - 2004. - 376 с.
3. Бекетов О.В. Особливості процесів структуроутворення і розробка параметрів зміцнення сталі 10Г2ФБ / О.В. Бекетов. - Автореф. дис. На здобуття наук. ступ. канд. техн. наук по спец. 05.02.01. - матеріалознавство. - 2004. - 20 с.
80
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
4. Голованенко С.А. Двухфазные низколегированные стали / С.А. Голованенко, Н.М. Фон-штейн. - М.: Металлургия. - 1986. - 207 с.
5. Малинов Л.С. Структура и свойства экономнолегированных марганцевих стале / Л.С. Ма-линов, А.П. Чейлях, Е.Л. Малинова // Металлы. - 1993. - №1. - С. 106-111.
6. Егорова С.В. Возможности и перспективы использования межкритической нормализации для упрочнения низколегированных сталей и сварных конструкций / С.В. Егорова, Ю.А. Стеренбоген, А.В. Юрчишин и др. // Автоматическая сварка. - 1983. - № 12. - С. 7-13.
7. Егорова С.В. Межкритическая нормализация - способ упрочнения сварных конструкций /
С.В. Егорова, А.В. Юрчишин, А.И. Кренделева и др. // Автоматическая сварка. - 1992. -№4. - С. 24-28.
8. Петруненков А.А. Термическая обработка низколегированных сталей для получения фер-ритно-аустенитно-бейнитной структуры / А.А. Петруненков // Физика металлов и металловедение. - 1991. - № 5. - С. 93-98.
9. Малинов Л.С. Повышение свойств сталей и высокопрочного чугуна получением в них многофазных структур, включающих бейнит и метастабильный аустенит / Л.С. Малинов // Металл и литье Украины. - 2004. - №7. - С. 8-10.
10. Малинов Л.С. Структура и свойства Fe - Cr - Mn сталей после закалки с предварительным нагревом в межкритический интервал температур / Л.С. Малинов, А.П. Чейлях // МиТОМ. -1990. - С. 45-47.
11. Малинов Л.С. Способы термообработки сталей с нагревом в межкритический интервал температур (МКИТ) для повышения их механических свойств / Л.С. Малинов, О.А. Васен-ко, Д.В. Малинова // Металл и литье Украины. - 2012. - №1. - С. 18-22.
12. Дьяченко С.С. Особенности структур неполной перекристаллизации и их влияние на свойства сталей / С.С. Дьяченко, О.П. Фоменко // МиТОМ. - 1970. - №1. - С. 9-11.
Bibliography:
1. Malinov L.S. Improvement of strength properties of construction steels non-typical for them heat treatment / L.S. Мalinov, A.S. Rubec / Metallurgical and mining industry. - 2004. - №2. - Р. 7981. (Rus.)
2. Bolshakov V.I. A homogenizing influence of duration of exposure and subsequent deformation on the structure of acicular ferrite in low-carbon steels 09G2S and 10G2FB / V.I. Bolshakov,
G.M. Vorobiev, G.D. Sukhomlin // Collecsion. of scint. works. production 26, p.1 - Dnepropetrovsk: RIA «Dnepr - VAL». - 2004. - 376 р. (Rus.)
3. Beketov A.V. Peculiarities of processes of structure formation and development of parameters strengthening steel 10G2FB / A.V. Beketov. - Abstract of dissertation on competition of Sciences. degree candidate of technical Sciences on speciality. 05.02.01. - materials science. - 2004. - 20 р. (Ukr.)
4. Golovanenko S.A. Two-phase low-alloy steel / S.A. Golovanenko, N.M. Fonshteyn. - M: Metallurgy. - 1986. - 207 p. (Rus.)
5. Malinov L.S. Structure and properties sparingly alloyed manganese steel / L.S. Malinov, A.P. Cheylyah, E.L. Malinova // Metals. - 1993. - №1. - Р. 106-111. (Rus.)
6. Egorova S.V. Opportunities and prospects of using intercritical normalization for hardening of low-alloyed steels and welded structures / S.V. Egorova, Y.A. Sterenbogen, A.V. Yurchyshyn etc.. // Automatic welding. - 1983. - № 12. - Р. 7-13. (Rus.)
7. Egorova S.V. Intercritical normalization - a way of hardening of welded structures / S.V. Egorova, A.V. Jurchishin, A.I. Krendeleva and others // Automatic Welding. - 1992. - № 4. - P. 24-28. (Rus.)
8. Petrunenko A.A. Heat treatment of low alloy steels for obtaining austenitic-ferritic-bainitic structure / A.A. Petrunenko // Physics of metals and metallography. - 1991. - № 5. - P. 93-98. (Rus.)
9. Malinov L.S. Improving the properties of steel and ductile iron in them obtaining multiphase structures including bainite and metastable austenite /L.S. Malinov // Metal and casting of Ukraine. - 2004. - № 7. - P. 8-10. (Rus.)
10. Malinov L.S. Structure and properties of Fe - Cr - Mn after hardening steels with preliminary heating in the intercritical temperature interval / L.S. Malinov, A.P. Cheylyah // Metals and heat treatment of metals. - 1990. - Р. 45-47. (Rus.)
81
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2013р. Серія: Технічні науки Вип. 27
ISSN 2225-6733
11. Malinov L.S. Ways of heat treatment of steels with heating in the intercritical temperature interval of temperatures (ITI) to improve their mechanical properties / L.S. Malinov, O.A. Vasenko,
D.V Malinova // Metal and casting of Ukraine. - 2012. - №1. - C. 18-22. (Rus.)
12. Dyachenko S.S. Features structures incomplete recrystallization of their influence on the properties of steel / S.S. Dyachenko, O.P. Fomenko // Metals and heat treatment of metals. - 1970. -№1. - P. 9-11. (Rus.)
Рецензент: А.И. Троцан
д-р техн. наук, проф. ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 05.07.2013
УДК 669.112.227.346.2
Чейлях Я.А.1, Чейлях А.П.2, Кривенко О.В.3, Шейченко Г.В.4
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ТОЧКУ Мн И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ НАПЛАВЛЕННЫХ Fe-Cr-Mn МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СТАЛЕЙ
Выполнен анализ влияния легирующих элементов (Cr, Mn, Si, C) на положение т. Мн в сталях системы легирования Fe-Cr-Mn. Разработана физико-математическая модель их влияния на точку Мн, получаемый фазовый состав и метастабильность аустенита, от которых зависит развитие деформационного мартенситного превращения при испытаниях и свойства наплавленного металла и сталей аустенитного, аустенитно-мартенситного и мартенситно-аустенитного классов.
Ключевые слова: модель, легирование, аустенит, мартенсит, точка Мн, метастабильность, фазовый состав.
Чейлях Я.О., Чейлях О.П., Кривенко О.В., Шейченко Г.В. Моделювання впливу легуючих елементів на точку Мн і фазовий склад наплавлених Fe-Cr-Mn метастабільних сталей. Виконаний аналіз впливу легуючих елементів (Cr, Mn, Si, C) на положення точку Мн в сталях системи легування Fe-Cr-Mn. Розроблена фізико-математична модель їх впливу на т. Мн, отримуваний фазовий склад і метастабі-льність аустеніту, від яких залежить розвиток деформаційного мартенситного перетворення при випробуваннях і властивості наплавленого металу і сталей аустенітного, аустенітно-мартенситного і мартенситно-аустенітного класів.
Ключові слова: модель, легування, аустеніт, мартенсит, точка Мн, метастабіль-ність, фазовий склад.
Ya.O. Cheiliakh, O.P. Cheiliakh, O.V. Krivenko, G.V. Sheichenko. The modeling of influence alloying elements on point Ms and phase composition of surfacing Fe-Cr-Mn metastable steels. The analysis of influence of alloying elements (Cr, Mn, Si, C) is executed on position of point Ms in the steels of the systems alloying Fe-Cr-Mn. The physical-mathematical model of their influence on point Ms, getting of phase composition and metastable of austenite, on which the development deformation induced martensite transformation at tests and properties of surfacing metal and steels of austenitic, austenite-martensite and martensite-austenite classes depends is developed.
Keywords: model, alloying, austenite, martensite, point Ms, metastability, phase composition.
1 канд. техн. наук, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
2 д-р техн. наук, профессор, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
3 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
4 канд. техн. наук, ПАО «ММК имени Ильича», г. Мариуполь
82
