CC BY
45
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2011 р. Серія: Технічні науки Вип. 22
Выводы
1. В практической работе режимы электрополирования шлифов, фольг и режимы отделения реплик подбирают эмпирически, так как современная теория еще не позволяет сделать расчеты конкретных условий процесса.
2. При выборе состава электролита предпочтительно использовать электролит, который позволяет проводить качественное полирование при температурах, близких к комнатным.
Список использованных источников
1. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. - М.: Металлургия, 1982. - 632 с.
2. Синдо Д. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия / Д. Синдо, Т. Оикава. - М.: Техносфера, 2006. - 256 с.
3. Соляник Н.Х. Препарирование объектов исследования для электронной микроскопии: методическое пособие / Н.Х. Соляник, Г.Г. Гаркуша, О.В. Жерлицина. - Мариуполь: АМИ ОНМА, 2011. - 40 с.
Рецензент: В.Г. Ефременко
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ» Статья поступила 05.04.2011
УДК 669.017
Ткаченко Ф.К.1, Гаврилова В.Г.2, Григорьева М.А.3, Русецкий В.А.4, Ткаченко Н.В.5
ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РАСТЯЖЕНИЯ СТАЛИ Х70, ЗАКАЛЕННОЙ ИЗ МЕЖКРИТИЧЕСКОГО
ИНТЕРВАЛА
В работе исследовано влияние структурного состояния трубной стали Х70, полученного в результате закалки из межкритического интервала, на склонность к деформационному упрочнению в процессе растяжения.
Ключевые слова: штрипсовая сталь Х70, межкритический интервал, деформационное упрочнение, кривая растяжения.
Ткаченко Ф.К., Гаврилова В.Г., Григор’єва М.О., Русецький В.А., Ткаченко Н.В. Особливості деформаційного зміцнення у процесі розтягнення сталі Х70, загартованої з міжкритичного інтервалу. У роботі досліджено вплив структурного стану трубної сталі Х70, отриманого в результаті загартування з міжкритичного інтервалу на схильність до деформаційного зміцнення в процесі розтягання.
Ключові слова: штрипсова сталь Х70, міжкритичний інтервал, деформаційне
зміцнення, крива розтягнення.
F.X Tkachenko, V. G. Gavrilova, M.A. Grigoreva, V.A. Rusetskiy, N. V. Tkachenko. Influence of the structural state of pipe steel of X70 is got as a result of tempering from an intercritical interval. Influence of the structural state of pipe steel of X70 is got as a result of tempering from an intercritical interval on propensity to the de-structure workhardening in the process of tension are investigated in this work.
Keywords: pipe steel Х70, intercritical interval, deformation hardening, a curve of a stretching.
Постановка проблемы. Непрерывное повышение требований к сталям, применяемым для изготовления сварных газопроводных труб большого диаметра, вызывает необходимость дальнейшего совершенствования химического состава и структурного состояния за счет опти-
1 д-р техн. наук, профессор, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
2 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
3 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
4 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
5 аспирант, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
128
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2011 р. Серія: Технічні науки Вип. 22
мизации режимов термоупрочнения.
Анализ последних исследований и публикаций. В связи с актуальностью данной проблеме уделяется большое внимание как в зарубежной, так и в отечественной литературе. К последним публикациям следует отнести статью М. Ю. Матросова, Л. И. Эфрона и других.
Цель статьи. Выявление возможности улучшения технологических и служебных характеристик стали Х70 за счет её термоупрочнения из межкритического интервала.
Изложение основного материала. Уровень механических свойств металлов и сплавов оценивается, как известно, на основании результатов испытаний с использованием различных способов нагружения. Наиболее полную информацию о свойствах металлов позволяет получить способ испытания на растяжение. Полученная при таком испытании информация включает следующие основные характеристики: ат, ав, 5, у. Как известно, величина ат соответствует предельному значению упругой деформации и началу пластической деформации, ав соответствует нагрузке (напряжению), превышение которой сопровождается локализацией деформации с образованием «шейки».
Дополнительную информацию, отражающую изменение характеристик металла в процессе пластической деформации при увеличении напряжения от ат до ав, дает отношение этих величин ат/ав. Такой показатель, однако, не дает представления об уровне пластичности в области однородной деформации, наблюдаемой в процессе роста напряжения в пределах ат-ав.
В связи с этим более приемлемой величиной, характеризующей развитие пластической деформации в указанном интервале растягивающих напряжений, следует считать отношение разности напряжений ав - ат к удлинению образца, соответствующему этому участку кривой
растяжения (Аа/А1)ат^ав.
Очевидно, что это отношение характеризует средний уровень деформационного упрочнения на стадии равномерной деформации. В настоящей работе исследованы особенности такой деформации в трубной стали Х70, подвергнутой термическому упрочнению по режиму неполной закалки с нагревом до различных температур межкритического интервала А3-А1. В таблице 1 приведен химический состав исследуемой стали.
Таблица 1
Химический состав штрипсовой стали Х70, %______________
С Si Mn Cr Nb V Mo Ti Al Cu Ni S P
0,12 0,15-0,45 1,6 0,2 0,05 0,08 0,1 0,04 0,06 0,35 0,2 0,005 0,02
а б
Рис. 1 - Микроструктура стали Х70 после предварительной нормализации (а) и закалки от температуры 7900C (б), х400
Критические точки исследуемой стали: А С1 =720 °С; А С3 =862 °С.
Предварительно аустенитизированные при температуре 1070°С заготовки после выдержки при данной температуре в течение 25 мин. охлаждались на воздухе. После этого они нагревались в межкритический А1-А3 интервал до температур: 700 °С, 730°С, 760 °С, 790 °С, 820 °С с выдержкой 25 мин. и последующим охлаждением в воде. Таким образом, нормализация от температуры выше АС3 обеспечивала относительно полное растворение карбонитридных фаз, а при последующем нагреве в интервал температур АС1-АС3 и охлаждением в воде, в исследуемой стали фиксировались различные стадии образования аустенита.
На рис. 1а представлена микроструктура стали Х70 после нормализации от 1070 оС. Такая обработка обеспечила формирование структуры феррито-перлитного типа. Последующая закалка из межкритического интервала позволила создать условия для образования смешанных структур с различным соотношением феррита и мартенсита (рис.1 б).
В таблице 2 представлены усредненные результаты испытаний на растяжение образцов, закаленных из межкритического интервала.
129
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 2011 р. Серія: Технічні науки Вип. 22
Таблица 2
Механические свойства стали Х70 после термообработки
Температура нагрева, °С I II
ст, МПа св, МПа 5,% Ас, МПа (А1/1о)р Ц
700 493,1 516,8 18,0 23,7 0,18 131,7
730 498,7 519,9 19,5 21,2 0,20 108,7
760 497,1 519,6 18,0 22,5 0,18 125,0
790 488,3 527,0 19,5 38,7 0,20 198,5
820 478,6 526,0 25,5 47,4 0,26 185,9
500
495
490
485
480
Л
В
п
&
475
680 700 720 740 760 780 800 820 840
Температура t, оС
Рис.2 - Зависимость показателей прочности стали Х70 от температуры закалки из межкритического интервала
Как видно из рис. 2, повышение температуры закалки от 700 до 830 оС сопровождается изменением величин св и ст в противоположных направлениях: в межкритическом интервале Аі - А3 величина св медленно возрастает от 516,8 до 527,0 МПа, а ст относительно резко снижается от 498,7 до 478,6 МПа.
Таким образом, повышение температуры закалки в межкритическом интервале приводит к резкому увеличению разности Ас =св - ст (рис. 3).
Такой характер изменения показателей прочности, очевидно, связан с изменением количественного соотношения двух структурных составляющих, феррита и мартенсита, обладающих различными свойствами, характеризующими их способность к деформационному упрочнению в процессе нагружения.
В данной работе оценка средней величины коэффициента упрочнения
Ц=Ас/( Ш0) (1)
выполнялась путем определения отношения разности Ас к относительному удлинению разрывных образцов на участке диаграммы растяжения, ссоответствующему равномерному удлинению (Д1/10)р. Эта величина находилась из диаграмм растяжения путем деления относительного удлинения Д5 на участке равномерной деформации на 100. Зависимость ее от температуры закалки приведена на рис. 4.
Из результатов расчетов величины ц, приведенных на рис. 5, следует, что образцы, подвергнутые предварительной нормализации от 1070 оС (исходное состояние всех образцов) после закалки от температуры ~730 оС характеризуются низкой упрочняемостью ц=108,7 При повышении температуры до 730 оС величина ц снижается до 110,0, а затем возрастает до максимального значения ц=199,5.
Полученные результаты дают основания считать, что рост показателя ц при повышении
Рис.3 - Влияние температуры закалки из межкритического интервала на степень упрочнения
130
ВІСНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
2011 р.
Серія: Технічні науки
Вип. 22
о
температуры закалки из межкритического интервала с увеличением количества мартенситной составляющей в структуре, обладающей повышенной способностью к деформационному упрочнению.
Причиной этого, очевидно, является наличие в мартенсите диффузионно активных атомов углерода, блокирующих источники дислокаций.
Температура t, оС
Рис.4 - Зависимость величины равномерного удлинения от температуры закалки из межкритического интервала
Выводы
1. На основе анализа диаграмм растяжения образцов стали Х70, закаленных из межкритического Аі-А3 интервала, установлен характер изменения параметра деформационного упрочнения ^ от температуры закалки.
2. Показано, что повышение температуры закалки от А1 до точки А3, обеспечивающее изменение структуры от смешанной феррито - мартенситной до мартенситной, сопровождается повышением коэффициента упрочнения в 1,8 раза.
3. Полученные результаты рекомендуется использовать при оценке показателей технологических и служебных характеристик сталей трубного сортамента.
Список использованных источников:
1. Пилюшенко В.Л. Прочность и хрупкость конструкционной легированной стали/ В.Л. Пи-люшенко, Б.Б. Винокур.- К.:Рипол, 2004.-324с.
2. Урцев В.Н. Влияние деформации в двухфазной области на кинетику аустенит-феррит превращения в стали 08Г2С / В.Н. Урцев, В.Д. Дегтярев, В.В. Мухин и др. // Сталь.- 2005.-№5.-
С.75-84.
3. Конева Н.А. Природа стадий пластической деформации/ Н.А. Конева// Известия ВУЗов: Фи-зика.-1998.-№2.-С.99-105.
4. Ниобийсодержащие низколегированные стали/ С, Хулка К., Матросов Ю.И., Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И., Столяров В.И., Чевская О.Н.- М.: Интермет инжиниринг, 1999. -96с.
Рецензент: А.П. Чейлях
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 18.02.2011
131
