Формування гетерофазної структури в низьколеґованій сталі застосуванням інноваційної технології термічного оброблення «Quenching and Partitioning»
В. І. Зурнаджи$^{1}$, В. Г. Єфременко$^{1}$, В. Г. Гаврилова$^{1}$, Р. О. Кусса$^{1}$, А. В. Єфременко$^{1}$, В. В. Кудін$^{2}$, М. В. Помазков$^{1}$
$^{1}$Державний вищий навчальний заклад «Приазовський державний технічний університет», вул. Університетська, 7, 87555 Маріуполь, Україна
$^{2}$Запорізький 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 ($\delta$ = 4–6%, $\psi$ = 4–19%) й ударної в’язкости (KСU$_{20}$ = 59–67 Дж/см$^2$). 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