к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Машиностроение и металлургия»
681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Head of the Chair “Mechanical Engineering and Metallurgy”
д.т.н., профессор кафедры «Машиностроение и металлургия»
681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Mechanical Engineering and Metallurgy”
к.т.н., старший научный сотрудник, начальник лаборатории спектрального анализа
681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Spectral Analysis
к.т.н., докторант
681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Cand. Sci. (Eng.), Doctoral
Традиционные методы термообработки энергозатратны и продолжительны во времени, поэтому задача повышения их эффективности является весьма актуальной. В работе исследован процесс повторного скоростного нагрева с кратковременной выдержкой в интервале температуры полиморфного предпревращения и превращения с позиции эволюции структуры, свойств и характера разрушения закаленных высокоуглеродистых сталей. В частности установлено, что скоростной нагрев (600 – 700 °С/с) и кратковременная выдержка (0,5 с) с последующим охлаждением в подсоленной воде (6 °С) приводит к формированию структуры, не отличающейся от структуры низкоотпущенного (200 °С, 2 ч) мартенсита традиционно закалённой стали при увеличении в 4 раза удлинения и на два порядка сужения при сохранении прочности в ходе испытания на растяжение. Кратковременная выдержка 8 – 15 – 25 с при повторной закалке от 820 °С в холодной подсоленной воде (6 °С) высокоуглеродистых сталей приводит к образованию структуры сверхмелкопластинчатого, субмикропластинчатого, глобулярного перлита. Происходит объёмное наноструктурирование стали, отличающееся от традиционной закалки с высокотемпературным отпуском структурой и свойствами: величиной прилагаемых напряжений как на стадиях деформации, так и показателей свойств при разрушении (увеличение σв на 55 %; σ0,2 на 17 %; ψ в 8 раз; αn на 80 %). Увеличение кратковременной выдержки до 40 – 50 с при повторной закалке от 820 °С приводит, в отличие от традиционной, к образованию структуры сверхмелкоигольчатого мартенсита, появлению в изломе на плоскостях скольжения ямочной структуры, по форме напоминающей пчелиные соты. После низкотемпературного отпуска при испытании на растяжение наблюдаются все стадии деформации, в изломе измельчение ямочного строения и отсутствие хрупких ямок-туннелей, улучшаются показатели пластичности (δ ~ в 1,5 раза; ψ в 3 раза) при сохранении прочности.
Traditional methods of heat treatment are energy-intensive and time-consuming, so the task of increasing their efficiency is very relevant. The process of repeated high-speed heating with short-term aging in the temperature range of polymorphic pre-transformation and transformation from the viewpoint of evolution of structure, properties and character of the fracture of quenched high-carbon steels was investigated. In particular, it was found that high-speed heating (600 – 700 °C/s) and short-term holding (0.5 sec) followed by cooling in salted water (6 °C) leads to the formation of a structure not differing from the structure of low-drawn (200 °C, 2 hours) martensite of traditionally hardened steel with 4 times increase in elongation and 2 times contraction while maintaining strength during the tensile test. Short-term aging of 8 – 15 – 25 seconds with repeated quenching of high-carbon steels from 820 °С in cold salted water (6 °С) leads to formation of the structure of ultra-fine-lamellar, submicroplast, globular perlite. There is a three-dimensional nanostructuring of steel that differs from traditional hardening with high temperature tempering by the structure and properties: magnitude of the applied stresses, both at deformation stages and at fracture (increase in σ by 55 %, in σ0.2 – by 17 %, in ψ – 8 times, in αn – by 80 %). Increase in short-time holding up to 40 – 50 sec, with repeated quenching from 820 °C leads, in contrast to the traditional one, to formation of the structure of ultra-small-malt martensite and to appearance in fracture on the slip planes of the patching structure, resembling a honeycomb in shape. After the low temperature tempering during the tensile test, all stages of deformation are presented. In fracture the crushing of pit structure and the absence of brittle tunnel pits are observed, plasticity is improved (δ ~ 1.5 times, ψ – 3 times) at strength preservation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.