Влияние условий охлаждения после аустенитизации на механические свойства борсодержащих сталей с различным содержанием азота Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ВЕСТНИК

ПРИАЗОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

1999г Вып. №8

УДК 669.14:669 788.001.5

Ткаченко Ф.К.1, Гаврилова В.Г.г

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОСЛЕ АУСТЕНИТИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БОРСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ С РАЗЛИЧНЫМ

СОДЕРЖАНИЕМ АЗОТА

Выполнен анализ показателей механических свойств борсодержащих стшей с различным содержанием азота, полученных в результате применения различных условий охлаждения после аустенитизации. Установлено влияние азота на рост аустенитного зерна.

Как известно малые добавки примесных элементов способны вызывать охрупчивание металла [1]. Азот, содержание которого практически не регламентируется в процессе: выплавки, активно взаимодействуя с бором, оказывает негативное влияние на получение стабильного уровня механических свойств сталей. С целью определения возможностей улучшения механических свойств борсодержащих сталей исследовано влияние условий охлаждения после аустенитизации на характеристики механических свойств и склонность к росту' аустенитного зерна сталей с различным содержанием азота.

В качестве материала исследования была выбрана сталь, содержащая 0,21 % С, 0,9 % Мп, 0,27 % Si, 0,0025 % В и различное содержание азота ■■ 0,033 % и 0,008 %. Образцы для проведения стандартных испытаний механических свойств были- изготовлены из проб, отобранных от листа толщиной 12,7 мм в горячекатаном состоянии. Размеры проб составлял и : 300 х 150 мм. Параметры исследованных режимов термообработки приведены в таблице .

Таблица - Параметры режимов термообработки борсодержащих сталей с различным содержанием азота

Закалка Отпуск (охлаждение на воздухе)

№ режима температура, °С удельное время выдержки, мин/мм среда охлаждения температура, °С удельное время выдержки, мин/мм

1 880 2 воздух 600 4

2 880 2 вода 600 4

3 930 2 воздух 600 4

4 930 2 вода 600 4

Результаты испытаний, представленные на рисунках 1-4 показывают', что в сталях с различным содержанием азота при использовании закалки взамен нормализации резко повышаются прочностные свойства, особенно при высокой концентрации азота (рисунок 1).

1 ГТГТУ, д-р техн. наук, проф. 1 ГТГТУ, инженер.

1Ш

-(То,

-О*

12 3 4

Номер режима

2 Щ].0,013%К I 1_0.008%К

Рис. 1 - Влияние температуры закалки и условий охлаждения на характеристики прочности борсодержащих сталей с различным содержанием азота.

£

л н и о т г в н

VI

ев

50

40

30 4-

20

10

4ВД

я

Номер режима

Ш -5 О .0,013°/«Ч ■1 -V ш ■ 0;008%м

Рис.2 - Влияние температуры закалки и условий охлаждения на характеристики пластичности борсодержащих сталей с различным содержанием азота.

12 3 4

Номер режима

□ -0,013%И Ш - 0,008

Рис. 3 - Влияние тй.лсрлуры закалки и условий охлаждения на ударную вязкость борсодержащих сталей с различным содержанием азота

При этом в исследуемых борсодержащих сталях наблюдается увеличение ударной вязкости, а относительное сужение сохраняется практически на неизменном уровне (рисунки 2-3). В то же время относительное удлинение во всех исследованных случаях, за исключением низкоазотистой стали закаленной от температуры 930 °С в воде, снижается в образцах, прошедших закалку взамен нормализации.

Поскольку размер аустенитного зерна в стали является одним из важнейших факторов, влияющих на ее механические свойства, была изучена склонность к росту аустенитного зерна в

борсодержащих сталях с низким и высоким содержанием азота Оценка склонности к росту аустенитного зерна производилась в соответствии со стандартной: методикой. Установлено, что природное аустенитное зерно в обеих исследованных статях, независимо от содерэкания азота соответствует №8.

Выводы

1. Наиболее высокий комплекс механических свойств в стали, содержащей 0,00:25 %В при относительно низком содержании азота может быть достиг нуд: при использовании закалки в воде от повышенных температур аустенитизации.

2. Увеличение концентрации азота в борсодержащих сталях приводит после улучшения к снижению характеристик пластичности и повышению прочности, т.е. проявляется явная тенденция к охрупчиванию металла.

3. Азот в стали в исследованной области концентраций не; оказывает существенного влияния на склонность к росту аустенитного зерна.

Перечень ссылок

1. Мороз А.Н. Водород и азот в стали -М.:Металлургия, 1968.-281 с.

2.Лякишев Н.П., ПлинерЮ.П., Лаппо С.// Борсодсржащис стали и сплавы.-М.: Металлургия, 1986.-191 с.

3. Бернштейн М.Л., Займоескии В.А. Структура и механические свойства металлов.-М.:

Металлургия, 1970.-472с.

4. Винаров С.М. Свойства конструкционной стали с бором.-М.: Мир,1978.-806с.

5. Самсонов Г.В., Серебряков Т.И., Неронов В.А. Бориды,-М.: Атомиздат, 1975.-376с

6. Пикеринг. Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей:-М.: Металлургия, 1982,-

181с.

Ткаченко Федор Константинович. Д-р техн. наук, проф. кафедры металловедения, окончил

Мариупольский металлургический институг в 1952 году Основные направления научных исследований - повышение качества металлопродукции за счел per улирования состава стали, а также макро- и микроструктуры.

Гаврилова Виктория Григорьевна. Инженер кафедры металловедения, окончила

Мариупольский металлургический институг в 1986 году. Основные направления научных

исследований - повышение качества металлопродукции за счел регулирования состава стали, а также макро- и микроструктуры.