Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2019

Розмір шрифту: 
ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЯДА СТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ ТЕРМООБРАБОТКОЙ С НАГРЕВОМ В МЕЖКРИТИЧЕСКИЙ ИНТЕРВАЛ ТЕМПЕРАТУР
Л. С. Малинов, Д. В. Бурова, В. Д. Гоманюк

Остання редакція: 2019-07-11

Тези доповіді


В работе изучено влияние термической обработки с нагревом в межкритический интервал температур (МКИТ) строительных сталей 09Г2С, ЕН36 и 10Г2ФБ. Первая сталь поставляется потребителям в горячекатаном или нормализованном состоянии, две других – после контролируемой прокатки. В ряде случаев их подвергают улучшению. Как правило, нагрев при нормализации или под закалку при улучшении проводится выше Ас3. Термообработка строительных сталей с нагревом в МКИТ, как правило, не реализуется. Нормализация исследованных сталей с нагревом и выдержкой в МКИТ по рациональному для каждой из них режиму позволяет получить более высокий уровень механических свойств , чем после нормализации с нагревом на 920 оС в аустенитную область. Так у стали ЕН36 после нормализации с нагревом в МКИТ (780 оС, 60 мин) получены следующие механические свойства: σ0,2= 375 МПа, σВ = 500 МПа, δ = 33%, ψ = 67%, KCU = 1,9 МДж/м2, а после нормализации по типовому режиму: σ0,2 = 352 МПа, σВ = 448 МПа, δ = 27%, ψ = 64%, KCU = 1,5 МДж/м2. Кратковременная аустенитизация после выдержки в МКИТ позволяет получить еще боле высокие прочностные свойства, чем нормализация из МКИТ, при сохранении повышенной пластичности и ударной вязкости: σ0,2 = 389 МПа, σВ = 550 МПа, δ = 29%, ψ = 68%, КCU = 1,7 МДж/м2. Аналогичные закономерности обнаруживаются и у других исследованных сталей после аналогичных обработок. Нагрев и выдержка в МКИТ существенно уменьшают перлитную полосчатость, имевшуюся в исходном состоянии. Повышение температуры в интервале МКИТ снижает прочностные характеристики исследованных сталей после нормализации. Закалка исследованных сталей из МКИТ может быть применена вместо улучшения по типовой технологии. После рациональных режимов нагрева и выдержки в МКИТ закалка обеспечивает более высокие прочностные свойства, чем улучшение (закалка из аустенитной области и высокий отпуск), сохраняя пластичность и ударную вязкость на том же уровне. Например, у стали 09Г2С после улучшения (закалка с 920 оС, отпуск 600 оС 1 ч) получены следующие механические свойства: σ0,2 = 519 МПа, σВ = 589 МПа, δ = 18%, ψ = 68%, КCU = 1,4 МДж/м2, а закалка из МКИТ позволила получить: σ0,2 = 675 МПа, σВ = 884 МПа, δ = 17%, ψ = 68%, КCU = 1,5 МДж/м2. Это дает возможность отказаться от проведения отпуска в случае закалки из МКИТ и снизить энергозатраты при термообработке.

С повышением температуры нагрева под закалку в МКИТ при постоянной выдержке прочностные свойства возрастают, а пластичность и ударная вязкость снижаются из-за увеличения в структуре количества мартенсита и снижения доли феррита. Закалка строительных сталей с температур нагрева в МКИТ Ас3-(20…30 оС) позволяет получить в сечении до 25 мм уровень свойств соответствующий таковому у среднеуглеродистых сталей после улучшения Увеличение выдержки с 30 до 90 мин. при выбранной температуре в МКИТ снижает прочностные свойства и неоднозначно влияет на пластичность и ударную вязкость.

Предварительная аустенитизация перед выдержкой в МКИТ или кратковременная аустенитизация после нее при проведении закалки повышает прочностные характеристики и сохраняет на требуемом уровне пластичность и ударную вязкость.

Изотермическая закалка из МКИТ исследуемых сталей с переохлаждением в воде до определенной для каждой из них температуры и выдержкой при ней в печи до 1 ч с последующим охлаждением на воздухе позволяет получить хорошее сочетание механических свойств, соответствующее Х70. Важно подчеркнуть, что после закалки из мкит формируется многофазная микронеоднородная структура, состоящая из мартенсита или бейнита с различным содержанием углерода, небольшого количества феррита и тонких  прослоек аустенита.


Full Text: PDF