Формування гетерофазної структури в низьколеґованій сталі застосуванням інноваційної технології термічного оброблення «Quenching and Partitioning»
В. І. Зурнаджи1, В. Г. Єфременко1, В. Г. Гаврилова1, Р. О. Кусса1, А. В. Єфременко1, В. В. Кудін2, М. В. Помазков1
1Державний вищий навчальний заклад «Приазовський державний технічний університет», вул. Університетська, 7, 87555 Маріуполь, Україна
2Запорізький національний технічний університет, вул. Жуковського, 64, 69063 Запоріжжя, Україна
Отримано: 18.04.2018; остаточний варіант - 17.10.2018. Завантажити: PDF
У статті описано фазово-структурний склад і механічні властивості низьколеґованої сталі 60С2ХФА, підданої обробленню «Quenching and Partitioning» (Q-n-P). Режим оброблення включав: а) аустенітизацію при 880°C; б) гартувальне охолодження до температури «Quenching» (240, 200, 160°C) у ванні з розтопом Вудового стопу; в) витримку за температури «Partitioning» (270, 300°C) у ванні з розтопом ПОС-61 впродовж 300–3600 с для перерозподілу вуглецю з мартенситу в аустеніт; г) остаточне охолодження на спокійному повітрі. Встановлено, що Q-n-P-оброблення приводить до формування мультифазної структури, що складається з мартенситу відпускання, безкарбідного нижнього бейніту та залишкового аустеніту. Оптимальне поєднання властивостей досягається при загартуванні до 160–200°C з формуванням 50–70% мартенситу та подальшій витримці при 300°C протягом часу, потрібного для завершення бейнітного перетворення (300 с). У цьому випадку концентрація вуглецю в аустеніті підвищується до 0,95–1,05%, що супроводжується зростанням об’ємної частки залишкового аустеніту до 19%. Після такого оброблення досягається висока міцність (межа міцности — 2000–2100 МПа, твердість — 52–54 HRC) за підвищених пластичности (δ = 4–6%, ψ = 4–19%) й ударної в’язкости (KСU20 = 59–67 Дж/см2). Руйнування Q-n-P-обробленої сталі при динамічному навантаженні відбувається за переважно в’язким механізмом, що поєднує квазисколення з утворенням ямок в’язкого відриву. Збільшення часу витримки на стадії «Partitioning» призводить до пониження рівня комплексу механічних властивостей, що пов’язане зі зменшенням вмісту залишкового аустеніту до 11–12%, ймовірно, за рахунок перетворення збагаченого аустеніту за бейнітною реакцією. Це супроводжується додатковим підвищенням вмісту вуглецю в залишковому аустеніті до 1,28–1,32%.
Ключові слова: Q-n-P-оброблення, міцність, пластичність, мартенсит, аустеніт, безкарбідний бейніт.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v40/i12/1603.html
PACS: 61.72.Ff, 62.20.M-, 62.20.Qp, 64.75.Nx, 81.05.Bx, 81.30.Kf, 81.40.Gh