Розмір шрифту: 

В настоящее время энергосбережение является чрезвычайно актуальной проблемой. Одним из направлений ее решения является разработка режимов термообработки доэвтектоидных конструкционных сталей с нагревом в МКИТ. В работе исследовано их влияние на структуру и механические свойства малоуглеродистых (20ГЛ, 20ГФЛ, 14Г2, 15Г) и среднеуглеродистых (45Г, 40ХН, 40ХН2МА, 30ХГСА, 38ХС) сталей. Обычно такие режимы для них не применяются.     Установлено, что нормализация с нагревом в межкритический интервал температур малоуглеродистых сталей, по сравнению с нормализацией по типовому режиму, позволяет получить более благоприятный уровень свойств. Во всех исследуемых сталях наблюдается повышение прочностных свойств при сохранении на достаточном уровне пластичности и ударной вязкости. Нормализация с нагревом в МКИТ позволяет снизить энергозатраты на термообработку. Для сталей 14Г2, 15Г, 20ГЛ дополнительно были проведены нормализация с нагревом в МКИТ с предварительной или последующей аустенитизациями, после которых охлаждение осуществлялось на воздухе (в первом случае до температуры МКИТ, а во втором – до комнатной). Предварительная аустенитизация перед выдержкой в МКИТ создает мелкозернистость структуры, облегчающей перераспределение элементов в МКИТ. Кратковременная аустенитизация после выдержки в МКИТ исключает выравнивание состава аустенита и так же, как и в предыдущем случае, обеспечивает получение мелкого зерна. Первый вариант проще, чем кратковременная аустенитизация после выдержки в МКИТ, так как его можно осуществить в одной печи.     Указанные обработки позволяют получить повышенные механические свойства. Закалка с нагревом в МКИТ и низкий отпуск всех исследованных малоуглеродистых сталей обеспечивают у них уровень прочностных свойств несколько более низкий, чем после закалки с нагревом выше Ас3, при более высокой пластичности. Применение закалки с нагревом в МКИТ и высокого отпуска при более низкой (на 100 оС) температуре обеспечило примерно такой же комплекс механических свойств, что и после улучшения по типовому режиму. Применение изотермической закалки с нагревом в МКИТ по сравнению с улучшением по типовому режиму позволяет получить в исследованых малоуглеродистых сталях более высокие прочностные характеристики, при повышенных значениях пластичности и ударной вязкости. Для исследованных сталей проведен и показал высокий уровень свойств режим термообработки, заключающийся в изотермической закалке с выдержкой в МКИТ и предварительной аустенитизацией. Прочность и ударная вязкость значительно превосходят эти характеристики после улучшения. Несколько увеличиваются и пластические характеристики.     Обычно среднеуглеродистые низколегированные стали для получения у них хорошего сочетания прочностных свойств, пластичности и ударной вязкости подвергают улучшению или изотермической закалке. При этом нагрев под закалку осуществляют в аустенитную область с небольшим превышением Асз  Однако есть альтернативный путь получения хорошего комплекса механических свойств при меньшем расходе энергоносителей. Это достигается созданием в сплавах многофазной структуры, одной из основных составляющих которой является метастабильный аустенит, претерпевающий деформационное мартенситное превращение. Объектом исследования служили стали 45Г, 40ХН и 40ХН2МА, 378Хс, 30ХГСА. Температура нагрева под закалку варьировалась от 750 до 820оС. Время выдержки в МКИТ изменялось от 30 до 90 мин. Отпуск проводился в интервале 500…650оС, 1ч. Осуществлялась также изотермическая закалка из МКИТ при 300…350оС с выдержкой 1 ч. Во всех случаях полученные механические свойства сравнивались с таковыми после термообработки по типовому режиму с нагревом под закалку в аустенитную область.     Несмотря на различие химсостава исследованных сталей, в них проявляются общие закономерности. Установлено, что, чем выше температура нагрева в МКИТ (при одной и той же выдержке), тем выше прочностные свойства и ниже пластичность и ударная вязкость. Повышение температуры нагрева в МКИТ увеличивает количество аустенита перед охлаждением, но снижает в нем содержание углерода и степень его легирования. При проведении закалки из МКИТ достигается менее высокий уровень прочностных свойств, чем после обычной закалки с нагревом выше Ас3, но при этом обеспечивается более высокая пластичность и ударная вязкость. Для каждой стали необходимо подбирать режим нагрева в МКИТ под закалку, при котором после отпуска может быть получен хороший комплекс механических свойств, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к стали определенного химического состава. Некоторое снижение температуры высокого отпуска закаленных из МКИТ сталей, позволило получить в них такой же уровень механических свойств, как и после улучшения по типовому режиму с закалкой из аустенитной области. Применение изотермической закалки с нагревом в МКИТ, по сравнению с улучшением позволяет получить в исследуемых сталях более высокие  характеристики пластичности при близком уровне прочностных свойств. Эффективным оказался режим термообработки, заключающийся в изотермической закалке из МКИТ с предварительной аустенитизацией.     Рационально нагревать стали в МКИТ на температуруАс1+(50…70)оС. Для каждой стали существует оптимальный режим нагрева в МКИТ и изотермической выдержки в бейнитном интервале температур, обеспечивающий наиболее благоприятный уровень механических свойств. Так, например, сталь 40ХН2МА после изотермической закалки с нагревом в МКИТ (750оС, 1 ч) и изотермической выдержке при 350оС имеет следующие механические свойства: ?в=1011 МПа, ?т=910 МПа, ?=19 %, ?=48 %. После улучшения по типовой технологии при близких прочностных свойствах относительное удлинение не превышает 10…12 %.