Особливості перетворення при охолодженні с температури аустенізації конструкційної сталі для гарячої обробки тиском
DOI:
https://doi.org/10.37142/2076-2151/2025-1(54)225Ключові слова:
конструкційна сталь, гаряча обробка тиском, аустеніт, ферит, перлітне перетворення, відпал, термічна об-робка, структура, охолодження.Анотація
Дьяченко Ю. Г., Федоров М. М., Лютий Р. В. Особливості перетворення при охолодженні с температури аустенізації конструкційної сталі для гарячої обробки тиском
Розглянуто особливості перетворення при охолодженні з температури аустенізації зразків (виробів) із конструкційної сталі 50 для гарячої обробки тиском у середовищі ГЛ-1, які необхідно знати під час вибору режимів термообробки. Використано метод охолодження в середовищі ГЛ-1 під час розроблення режимів відпалу для сталевих виробів з вмістом вуглецю 0,4-0,5 %. Показано, особливості тепловідведення від нагрітих зразків під час занурення їх у середовищі ГЛ-1 на прикладі сталі 50 стандартного складу. Встановлено, що на кривій нагріву середовища ГЛ-1 можна відзначити чотири інтервали температур, взаємопов'язаних зі зміною температур під час охолодження зразка. Перший інтервал нагрівання середовища від 20 до 100 °С зумовлений зануренням у нього зразка з температурою 900 °С та охолодженням його до температури 740 °С. У цьому інтервалі температура середовища ГЛ-1 підвищується повільно, що пов'язано з необхідністю прогрівання його початкового об’єму. У другому інтервалі від температури 100 °С до температури 220 °C спостерігається більш різке нагрівання середовища, що пов'язано з поглинанням тепла при виділенні фериту з аустеніту. Третій інтервал охоплює нагрівання від 220 до 250 °С, він пов'язаний з поглинанням тепла, що виділилося під час перетворення аустеніту на перліт. Четвертий інтервал охолодження середовища ГЛ-1 від температури 250 °C і нижче пов'язаний з охолодженням зразка після структурно-фазових перетворень, які пройшли в ньому.
Обґрунтовано, що зі збільшенням маси виробів підвищується температура початку виділення надлишкового фериту з аустеніту, незначно підвищується температура перлітного перетворення, збільшується тривалість цього перетворення. Отримані данні є підставою для розроблення режимів термічної обробки конструкційних сталей, що дозволить підвищити її міцність та термін експлуатації в умовах змінного і багаторазового нагрівання і охолодження робочого шару при гарячій обробці тиском.
Посилання
Diachenko, Y., Fedorov, M., Liutyi, R. Influence of heat treatment on mechanical properties and microstructure of pre-eutectoid steel for hot pressure treatment. Materials Working by Pressure. 2024. 1(53), рр. 197–204. https://doi.org/10.37142/2076-2151/2024-1(53)197
Liangyun Lan, Wei Zhou, R.D.K. Misra. Effect of hot deformation parameters on flow stress and microstructure in a low carbon microalloyed steel. Materials Science and Engineering. 2019. 756 рр. 18–26. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.04.039
Li Changmin, Huang Liang, Zhao Mingjie, Zhang Xiaoting, Li Jianjun, Li Pengchuan, Influence of hot deformation on dynamic recrystallization behavior of 300M steel: rules and modeling. Materials Science and Engineering. 2020. 797. рр. 139925. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139925
Li Yun-jie, Li Xiao-lei, Yuan Guo, Kang Jian, Chen Dong, Wang Guo-dong. Microstructure and partitioning behavior characteristics in low carbon steels treated by hot-rolling direct quenching and dynamical partitioning processes. Materials Characterization. 2016. 121. рр. 157–165. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2016.10.005
Chamanfar A., Chentouf S.M., Jahazi M., Lapierre-Boire L.-P. Austenite grain growth and hot deformation behavior in a medium carbon low alloy steel. Journal of Materials Research and Technology. 2020. 9 (6). рр. 12102–12114. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.08.114
Zablotsky V.K., Klets Yu.N. Influence of heat treatment on the structure and properties of 9X2MФ roll steel. Metal consciousness and metal clogging. 1981. 4. pp. 13 – 15. (in Russian).
Dyachenko S. S. Formation of austenite in iron - carbonaceous alloys. Moscow: Metallurgy. 1982. 128 p. (in Russian).
Dyachenko Yu.G. Features of cooling of structural steel in a pseudo-solid environment. Neural network technologies and their application NMEiZ – 2019: materials of the eighteenth International Scientific Conference 11–12.12.19. Kramatorsk: DDMA, 2019. p. 111. (in Ukrainian).
Dyachenko Yu.G., Fedorov M.M. Features of strengthening heat treatment of low-carbon steel for obtaining the optimal complex of mechanical properties. New materials and technologies in mechanical engineering – 2021: materials of the XIII International Scientific and Technical Conference of 28–29.04.21. Kyiv: NTTU "KPI." 2021. pp. 81 – 83. (in Ukrainian).
Popov A.A., Popova L.E. Diagrams of austenite transformation in steels and beta-solution in titanium alloys: a thermist's handbook. 3 edition. Moscow: Metallurgy. 1991. 503 р. (in Russian).
Deineko L.N. Influence of structure formation processes on change of mechanical properties of thermally strengthened low-carbon steels during tempering. Construction, materials science, mechanical engineering: collection of scientific papers. Dnepropetrovsk: GVUZ. 2011. 58. pp. 232–261. (in Russian).
Pat. 43690 Ukraine. Method of heat treatment. Zablotskyi V.K., Feldman V.E., Fesenko A.M., Fedorinov V.A., Shymko O.I., Meleshchenko I.Y., Fesenko M.A., Korsun V.A., Shymko V.I. August 25, 2009. (in Ukrainian).
Zablotsky V.K., Meleshchenko I.Yu., Pasternak V.P. Features of structural transformations during heating under hardening of alloyed steels 65Х4СМФ, 65Х4ГМФ. East European Journal of Advanced Technologies. 2009. 1.1 (31). рр. 30–34. (in Russian).
Li Z.C., Ding H.,. Cai Z.H. Mechanical properties and austenite stability in hot-rolled 0.2C–1.6/3.2Al–6Mn–Fe TRIP steel. Materials Science and Engineering: A. 2015. 639 рр. 559–566. https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.05.061
Rui Pan, Yuda Chen, Hu Lan, Shiju E, Ruiming Ren, The impacts of retained austenite on the microstructure and property changes of carbide-free bainite during sliding wear. Wear. 2022. 510–511. рр. 204490. https://doi.org/10.1016/j.wear.2022.204490
Zhonghua Jiang, Yonghan Li, Zhendan Yang, Pei Wang, Dianzhong Li, Yiyi Li. The tempering behavior of martensite/austenite islands on the mechanical properties of a low alloy Mn-Ni-Mo steel with granular bainite. Materials Today Communications. 2021. 26, рр. 102166. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102166
Mohsin Hasan, K.Nanda Kishore, Nagarjuna Remalli, Gobinath Rajavel, Robert Brandt, Steffen Klapprott, Manjini Sambandam, M. Nagini, Koteswararao V. Rajulapati. Effect of austenitisation and tempering treatments on the mechanical properties of advanced high strength spring steel SAE 9254. Materials Today Communications. 2024. 39. рр. 108812. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108812
Chernyshov E.A., Romanov A.D., Romanova E.A. The quality control of high-resistance steel casting by optimizing the tempering temperature, Materials Today: Proceedings. 2021. 4 (38), рр. 1488–1490. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.134
Bobyr S.V., Levchenko G.V., Demina E.G. Features of phase - structural transformations during tempering of low-alloy steels for hot deformation dies. Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy: collection of scientific papers. Dnepropetrovsk: ICHM NAS of Ukraine. 2012. 26. pp. 209–217. (in Russian).
