Випуски МФіНТ »  Том 36, випуск 7

Ізотермічне мартенситне перетворення в інструментальній сталі та його вплив на карбідоутворення за відпускання

В. О. Сірош, А. І. Тищенко, Г. С. Могильний, Ю. М. Петров, Е. В. Польшин, В. Г. Гаврилюк

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна

Отримано: 07.03.2014. Завантажити: PDF

Ізотермічне мартенситне перетворення в інструментальних сталях X153CrMoV12 та X220CrMoV13-4 та карбідоутворення при наступному відпуску досліджено за допомогою Мессбауерової спектроскопії, рентґеноструктурного аналізу, механічної спектроскопії та просвітлювальної електронної мікроскопії. Встановлено, що мартенситне перетворення супроводжується пластичною деформацією, причиною чого є відсутність старіння сформованого за низьких температур мартенситу. На відміну від наявних гіпотез аномально низької тетрагональности ізотермічного залізовуглецевого мартенситу, її пояснено захопленням атомів вуглецю рухомими дислокаціями. Пластична деформація у ході ізотермічного мартенситного перетворення наступним чином змінює послідовність карбідних реакцій при відпуску мартенситу: 1) відсутнє виділення проміжного $\varepsilon$ ($\varepsilon^{'}$) карбіду; 2) затримується виділення та ріст цементитних частинок; 3) затримується чи повністю припиняється виділення спеціальних карбідів. На основі одержаних результатів запропоновано оптимальний температурно-часовий режим глибокого кріогенного оброблення інструментальних сталей і зроблено припущення щодо деформаційно-обумовленого виділення спеціальних карбідів при експлуатації стального інструменту як причини його підвищеної зносостійкости.

Ключові слова: ізотермічний мартенсит, карбіди, інструментальна сталь, кріогенне оброблення, мессбауерівська спектроскопія, рентґеноструктурний аналіз, електронна мікроскопія, внутрішнє тертя.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i07/0871.html

PACS: 61.05.cp, 61.05.Qr, 62.40.+i, 68.37.Lp, 81.05.Bx, 81.30.Kf, 81.40.Pq

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Г. В. Курдюмов, О. П. Максимова, ДАН СССР, 61, № 1: 83 (1948).
  2. Г. В. Курдюмов, Л. Г. Хандрос, ДАН СССР, 66, № 2: 211 (1949).
  3. В. А. Лободюк, Э. И. Эстрин, Успехи физических наук, 175, № 7: 745 (2005). Crossref
  4. P. G. Winchell and M. Cohen, Trans. Am. Soc. Met., 55: 347 (1962).
  5. J. Pietikainen, J. Iron Steel Inst., 206: 74 (1968).
  6. J. T. Eldis and M. Cohen, Metall. Mater. Trans. A, 14, No. 5: 1007 (1983). Crossref
  7. J. Pietikainen, The Iron Steel Inst. Jpn., 25, No. 4: 340 (1985).
  8. D. N. Collins, Heat Treat. Met., 2, 40 (1996).
  9. A. Bensely, A. Prabhakaran, D. L. Mohan, and G. Nagarajan, Cryogenics, 45, No. 12: 747 (2005). Crossref
  10. P. Baldissera and C. Delprete, Open Mechanical Engineering Journal, 2: 1 (2008). Crossref
  11. F. Meng, K. Tagashira, R. Azuma, and H. Sohma, ISIJ Int., 34, No. 2: 205 (1994). Crossref
  12. D. Yun, L. Xiaoping, and X. Honoshen, Heat Treat. Met., 3: 55 (1998).
  13. P. F. Stratton, Mater. Sci. Eng. A—Struct., 449–451: 809 (2007). Crossref
  14. M. Pellizari and A. Molinari, Proc. of Conf. ‘The 6-th International Tooling Conference’ (Sept. 10–13, 2002) (Karlstad: Karlstad University Sweden: 2002), p. 547.
  15. T. Yugandhar, P. K. Krishnan, C. V. Bhaskar Rao and R. Kalidas, Proc. of Conf. ‘The 6-th International Tooling Conference’ (Sept. 10–13, 2002) (Karlstad: Karlstad University Sweden: 2002), p. 559.
  16. Sh. Li, L. Deng, and X. Wu, Cryogenics, 50, No. 8: 433 (2010). Crossref
  17. A. Molinari, M. Pellizzari, S. Gialanella, G. Straffelini, and K. H. Stiasny, J. Mater. Process. Tech., 118, Nos. 1–3: 350 (2001). Crossref
  18. D. Das, A. K. Dutta, and K. K. Ray, Philos. Mag., 89, No. 1: 55 (2009). Crossref
  19. R. Mahmudi, H. M. Ghasemi, and H. Faradji, Heat Treat. Met., No. 3: 69 (2000).
  20. J. Y. Huang, Y. T. Zhu, X. Z. Liao, I. J. Beyerlein, M. A. Bourke, and T. E. Mitchell, Mater. Sci. Eng. A—Struct., 339, Nos. 1–2: 241 (2003). Crossref
  21. C. L. Gogte, M. I. Kumar, and R. K. Paretkar, Proc. of Conf. ‘The 7-th International Tooling Conference’ (May 2–5, 2006) (Torino, Italy: Politechnico di Torino: 2006), p. 151.
  22. D. Das and K. K. Ray, Mater. Sci. Eng. A—Struct., 541: 45 (2012). Crossref
  23. Y. Hirotsu and S. Nagakura, Acta Metall. Mater., 20, No. 4: 645 (1972). Crossref
  24. K. A. Taylor, G. B. Olson, M. Cohen, and J. B. Vander Sande, Metal. Trans. A, 20, No. 12: 2749 (1989). Crossref
  25. A. I. Tyshchenko, W. Theisen, A. Oppenkowski, S. Siebert, O. N. Razumov, A. P. Skoblik, V. A. Sirosh, Yu. N. Petrov, and V. G. Gavriljuk, Mater. Sci. Eng. A—Struct., 527, No. 26: 7027 (2010). Crossref
  26. А. Н. Попандопуло, Л. Т. Жукова, Металловедение и термическая обработка, 22, № 10: 708 (1980).
  27. V. G. Gavriljuk, V. N. Shivanyuk, and B. D. Shanina, Acta Mater., 53, No. 19: 5017 (2005). Crossref
  28. J. Foct, J. P. Senateur, J. M. Dubois, and G. Le Caer, J. Phys. Colloques, 40, No. C2: C2-647 (1979). Crossref
  29. I. Vincze and I. A. Campbell, J. Phys. F: Met. Phys., 3, No. 3: 647 (1973). Crossref
  30. G. K. Wertheim, V. Jaccarino, J. H. Wernick, and D. N. E. Buchanan, Phys. Rev. Lett., 12, No. 1: 24 (1964). Crossref
  31. O. N. C. Uwakweh, J. Ph. Bauer, and J.-M. R. Genin, Metall. Trans. A, 21, No. 2: 589 (1990). Crossref
  32. В. Г. Гаврилюк, В. Н. Гриднев, В. В. Немошкаленко, О. Н. Разумов, Ю. А. Полушкин, Физ. мет. металловед., 43, № 3: 582 (1977).
  33. K. A. Taylor, L. Chang, G. B. Olson, G. D. W. Smith, M. Cohen, and J. B. Wander Sande, Metall. Trans. A, 20, No. 12: 2717 (1989). Crossref
  34. J. Ohmori and I. Tamura, Metall. Trans. A, 23, No. 8: 2147 (1992). Crossref
  35. K. A. Taylor and M. Cohen, Prog. Mater. Sci., 36, 225 (1992).
  36. Л. И. Лысак, Я. Н. Вовк, Физ. мет. металловед., 20, № 4: 540 (1965).
  37. Л. И. Лысак, Б. И. Николин, Физ. мет. металловед., 22, № 5: 1098 (1966).
  38. А. Л. Ройтбурд, А. Г. Хачатурян, Физ. мет. металловед., 30, № 6: 1189 (1970).
  39. G. Schoeck, E. Bisogni, and J. Shyne, Acta Metall. Mater., 12, No. 12: 1466 (1964). Crossref
  40. A. Rivière, J. P. Amirault, and J. Woirgard, Nuovo Cimento, 33, No. 1: 398 (1976). Crossref
  41. G. Schoeck, Acta Metall. Mater., 11, No. 6: 617 (1963). Crossref
  42. A. Seeger, phys. status solidi (a), 55: 457 (1979). Crossref
  43. В. Г. Гаврилюк, Ю. Я. Ягодзинский, Физ. мет. металловед., 62, № 2: 253 (1986).
  44. Y. Wang, M. Gu, L. Sun, and K. L. Ngai, Phys. Rev. B, 50, No. 6: 3525 (1994). Crossref
  45. R. E. Miner, R. Gibala, and F. A. Hultgren, Acta Metall. Mater., 24, No. 3: 233 (1976). Crossref
  46. D. V. Wilson, Acta Metall. Mater., 5, No. 6: 293 (1957). Crossref
  47. A. J. McEvily, R. C. Ku, and T. L. Johnston, Trans. Metall. Soc. AIME, 236: 108 (1966).
  48. В. Г. Гаврилюк, Н. П. Кушнарёва, В. Г. Прокопенко, Физ. мет. металловед., 42, № 6: 1288 (1976).
  49. В. Г. Гаврилюк, Распределение углерода в стали (Киев: Наукова думка: 1987).
  50. V. G. Gavriljuk, Mater. Sci. Eng. A—Struct., 345, Nos. 1–2: 81 (2003). Crossref
  51. И. Н. Карнаухов, А. Е. Погорелов, М. С. Чернолевский, Металлофиз. новейшие технол., 29, № 6: 743 (2007).
  52. T. Moriya, H. Ino, F. E. Fujita, and Yu. Maeda, J. Phys. Soc. Jpn., 24, No. 1: 60 (1968). Crossref
  53. Ю. Н. Коваль, В. В. Кокорин, Физ. мет. металловед., 38, № 5: 1044 (1975).
  54. V. G. Gavriljuk, W. Theisen, V. V. Sirosh, E. V. Polshin, A. Kortmann, G. S. Mogilny, Yu. N. Petrov, and Ye. V. Tarusin, Acta Mater., 61, No. 5: 1705 (2013). Crossref
  55. S. Margulies and J. R. Ehrman, Nucl. Instrum. Methods, 12: 131 (1961). Crossref
  56. Г. А. Быков, Хиен Фам Зуи, ЖЭТФ, 43, № 3 (9): 909 (1962).
  57. S. S. Hanna and R. S. Preston, Phys. Rev., 139, No. 3A: 722 (1965). Crossref
  58. A. J. Stone, Chem. Phys. Lett., 6, No. 4: 331 (1970). Crossref
  59. A. Asano and L. H. Schwartz, Proc. of 19th AIP Conf. on ‘Magnetism and Magnetic Materials’ (Nov. 13–16, 1973, Boston, Mass.) (New York: A. I. P. Conf. Proc. # 18: 1974), p. 262.
  60. D. A. Rancourt, Nucl. Instrum. Methods B, 44, No. 2: 199 (1989). Crossref
  61. В. С. Русаков, Известия РАН. Сер. физическая, № 7: 1389 (1999).
  62. J. Hesse and A. Rubartch, J. Phys. E: Sci. Instrum., 7, No. 7: 526 (1974). Crossref

© 2013–2018 «ІМФ НАН України»