Малинов Л.С., Хлестов В.М., Бурова Д.В., Гоманюк В.Д.

(ГВУЗ «ПГТУ», г. Мариуполь)

ТЕРМООБРАБОТКА СТАЛИ 25Х1М1Ф с нагревом в межкритический интервал температур

Одним из перспективных направлений энергосбережения является термообработка доэвтектоидных сталей (нормализация, закалка) из межкритического интервала температур (МКИТ), а не из аустенитной области, как это принято в настоящее время. В данной работе такая возможность изучалась на стали 25Х1М1Ф. Для установления особенностей структурных превращений для этой стали построены термокинетические диаграммы (ТКД) при охлаждении из МКИТ и аустенитной области. Особенностью ТКД, построенной при охлаждении из МКИТ, является то, что не обнаружена область образования нового феррита. Устойчивость переохлажденного аустенита в перлитной области, бейнитном и мартенситном интервалах температур увеличилась. Это должно обеспечить повышение прокаливаемости стали при закалке из МКИТ, а также присутствие после закалки в структуре наряду с мартенситом или бейнитом остаточного аустенита, оказывающего заметное влияние на механические свойства.

После закалки из МКИТ с 840 ^оС и высокого отпуска при 500 ^оС прочностные свойства стали 25Х1М1Ф лишь незначительно ниже, чем после типовой термообработки, отличающейся закалкой из аустенитной области. Снижение температуры отпуска с 500 ^oC до 400 ^oC после проведения закалки из МКИТ (от 840 ^oС) позволяет получить почти тот же уровень механических свойств, что и после проведения закалки по типовому режиму с нагревом на 880 ^oC и отпуском при 500 ^oC (табл. 1), что делает закалку из МКИТ более предпочтительной.

После закалки из МКИТ (840 ^oС, 10 мин) и отпуска 200  ^oС, 60 мин сталь 25Х1М1Ф имеет следующие механические свойства: s_0,2 = 1420 МПа, s_в = 1612 МПа, d =11 %, y = 48 %, KCU = 0,94 МДж/м².

Прочностные свойства в этом случае значительно выше, чем у улучшаемых сталей, а пластичность и ударная вязкость находятся на том же уровне, что и у них. Такое сочетанию механических свойств обеспечивает многофазная структура, в которой присутствуют нижний бейнит, ~15 % феррита, небольшое количество карбидов, 7-12 % остаточного аустенита Важно подчеркнуть, что остаточный аустенит является метастабильным, так как, согласно данным рентгеновского анализа, в процессе испытаний на растяжение он превращается в мартенсит деформации, что вызывает ПНП-эффект, В стали 25Х1М1Ф после прерывистой и изотермической закалки из МКИТ, получен повышенный уровень прочностных свойств по сравнению с достигаемым у среднеуглеродистых сталей после улучшения, при той же пластичности и ударной вязкости (σ_0,2 ≥ 1200 МПа, σ_в ≥ 1300 МПа, δ ≥ 12 %, y ≥ 50 %. KCU ≥ 1,0 МДж/м²). Это позволяет использовать сталь 25Х1М1Ф для деталей ответственного назначения. В результате расширяется область использования малоуглеродистой стали. Кроме того, снижение температуры нагрева под закалку и отпуск (или его исключение при изотермической и прерывистой закалке) позволяет существенно снизить энергозатраты на термообработку.