Розмір шрифту: 

Загальновідомий принцип вибору температури нагрівання під гартування при АсЗ + 30 ... 50 °С для доевтектоїдних сталей не гарантує отримання дрібнозернистої структури, що обумовлено відсутністю надлишкових фаз, для стримування зростання зерна при нагріванні вище АсЗ. Тому вибір температури гартування для вуглецевих доевтектоїдних сталей вимагає уточнення [1].
Мета роботи: вивчити виникнення аустеніту в низьковуглецевій мікролегованій сталі і обгрунтувати його вплив на механічні властивості цієї сталі після гартування з відпуском.
Для вивчення процесу формування аустенітної структури при нагріванні використовували метод пробних гартувань [2]. Зразки у вигляді пластин 5х5х20 мм нагрівали в інтервалі 700...900 °С через 20 °С, витримували при кожній температурі 30 хв. Потім гартували у воді, визначали твердість і піддавали металографічному контролю.
Аустеніт, що утворився при нагріванні, в результаті гартування перетворювався на мартенсит або інші структури, що відрізняються за травлінням від початкової структури. Це дозволяло легко ідентифікувати початкову і структурні складові, що знову утворюються.
Зразки для визначення міцності і ударної в’язкості піддавали гартуванню у воді з температур 700...900 °С і витримці при нагріванні – 40 хв.
По мірі підвищення температури гартування від 720 оС до 880 оС твердість сталі збільшується. Найбільш суттєве збільшення твердості спостерігається після гартування в інтервалі температур від 720 оС до 820 оС, тобто в інтервалі міжкритичних температур. Вплив температури гартування на інші властивості сталі після загартування з відпуском узгоджуються з характером зміни мікроструктури. Безпосередньо після гартування з 700 оС і 720 оС значення властивостей визначається структурно-фазовим станом сталі при нагріванні нижче Ас1. Характерною рисою для цих властивостей є низька твердість, це обумовлено наявністю ферито-перлітної структури. Значна різниця між межею плинності і межею міцності, високі значення відносного подовження і відносного звуження обумовлені наявністю великої частки фериту. Низька ударна в’язкість пов’язана з крупнозернистістю сталі після відпалу.
По мірі підвищення температури гартування до 820 оС твердість сталі різко підвищується, що пов’язано з безперервним збільшенням кількості продуктів розпаду аустеніту і зменшенням долі фериту. Після гартування від 820 оС до 880 оС твердість не підвищується, що можна пояснити максимальною насиченістю аустеніту вуглецем. Межа міцності і плинності підвищується при нагріванні від 840 оС, що пов’язано зі збільшенням долі продуктів розпаду аустеніту. Ударна в’язкість підвищується при нагріванні під гартування до 800 оС, що пов’язано з подрібненням зерна в результаті утворення аустеніту і наявністю певної долі фериту, як чинника, що уповільнює швидкість поширення тріщини в процесі випробувань на ударну в’язкість (табл. 1). Різке зменшення ударної в’язкості після гартування в інтервалі 820...840 оС викликано укрупненням зерна після зникнення в структурі долі фериту, як чинника, який стримує зростання зерен аустеніту.
Після гартування з температури 840...900 оС в’язкість практично не змінюється, що пов’язано з крупнозернистістю сталі. Відносне подовження, по мірі підвищення температури гартування, несуттєво знижується, що пов’язано зі збільшенням долі продуктів розпаду аустеніту і зменшенням долі фериту після гартування до 800 оС і укрупненням зерна після гартування в інтервалі 800...900 оС. Відносне звуження, яке в основному залежить від чистоти металу і у меншій мірі від інших чинників, мало змінюється залежно від температури загартування 720...900 оС (табл. 1).

Таблиця 1 – Експериментальні данні зміни властивостей низьковуглецевої сталі після гартування і відпуску при 640 оС

Таким чином, проведенні дослідження показують, що при нагріванні низьковуглецевої сталі перекристалізація початкової ферито-перлітної структури відбувається в інтервалі Ас1 – Асз у дві стадії. Перша стадія полягає в утворенні зерен аустеніту усередині раніше розташованих зерен перліту. Вона відбувається відразу після досягнення температури Ас1. Друга стадія полягає в подрібненні зерен первинного фериту шляхом зародження в них зерен аустеніту і дробленні зерен фериту шляхом проникнення в них зерен аустеніту, що утворилися на першій стадії перекристалізації. Завершується перекристалізація з моменту повного зникнення зерен первинного фериту.
Для отримання високого комплексу механічних властивостей з максимальним рівнем ударної в’язкості сталь слід гартувати з температури (АсЗ – 10) оC; з максимальним рівнем властивостей міцності, відповідно, з (Асз + 10) оС.

Литература:
1. Зельдович В. И. Образование аустенита в низкоуглеродистых железоникелевых сплавах / В. И. Зельдович, И. В. Хамская, О. С. Ринкевич // ФММ. – 1992. – Вып. 2. – С. 5–28.
2. Дьяченко С. С. Образование аустенита в железо-углеродистых сплавах. – М.: Металлургия, 1982. – С. 128.