ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПАДА ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСА GLEEBLE 3500

Современные требования к листовому прокату определяют необходимость получения высоких значений прочностных свойств и одновременно достижения высокого уровня вязкости. Это предопределяет поиск новых технологических решений за счет совершенствования технологии металлургического передела как в части оптимизации химического состава (легирующих и микролегирующих элементов), так и разработки новых температурно-временных режимов прокатки, в том числе с применением ускоренного охлаждения.

Перспективным направлением повышения прочностных свойств низкоуглеродистых легированных сталей, является использование контролируемой прокатки, обеспечивающей формирование структур с преобладанием бейнитной составляющей. Следует подчеркнуть, что морфология бейнитных структур в низкоуглеродистых феррито-бейнитных трубных сталях чрезвычайно разнообразна: встречается как игольчатый, глобулярный, так и реечный бейнит. Появление того или иного морфологического типа зависит как от характера легирования стали, так и режима ее обработки. Анализ литературных источников показал, что в  настоящее время отсутствуют обстоятельные исследования, которые позволяют утверждать какой именно морфологический тип бейнита обеспечивает наиболее оптимальные свойства. В связи с этим весьма актуальным является исследование распада переохлажденного аустенита низкоуглеродистой трубной стали, выявление морфологического типа бейнита и его влияние на свойства стали.

В настоящей работе изучали влияние скорости охлаждения на структуру, свойства и структурно-фазовые превращения низкоуглеродистой комплексно-легированной трубной стали, содержащей 0,062 % С; 1,8 % Mn; 0,12 % Mo; 0,032 % Cr, 0,895 % Ni и прочие элементы (Al, Cu, V, Nb, Ti). Дилатометрическим методом с использованием комплекса Gleeble 3500 построена термокинетическая диаграмма распада переохлажденного аустенита низкоуглеродистой комплексно-легированной трубной стали. Нагрев образцов диаметром 10 ммпроводился до температуры 1000 °С с последующим охлаждением со скоростями в диапазоне от 0,05 до 150°С/с. Проведен качественный и количественный анализ микроструктуры и определена твердость после различных скоростей охлаждения. Определены скорости охлаждения, обеспечивающие получение бейнитных структур и повышение прочностных свойств стали указанного состава.

1. Пышминцев И. Ю., В.М. Фарбер. Методы упрочнения трубных сталей // Сталь. – 2005. – № 7. – С. 67-74.

2. Thompson, S.W., Colvin, D.J., Krauss, G. Continuous Cooling Transformations and Microstructure in a Low-Carbon High- Strength Low-Alloy Plate Steel // Met. Trans. – 1990. – Vol. 21A – N 4. – P. 1493-1507.

3. Bramfitt, B.L., Speer, J.G. A Perspective on the Morphology of Bainite // Met. Trans. – 1990 – Vol. 21A – N 4. – P. 817–829.

4. Смирнов М.А., Пышминцев И.Ю., Борякова А.Н. Влияние скорости охлаждения на свойства низкоуглеродистой трубной стали // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2007. – Вып. 9. – № 21(93). – С.15-18.

5. Эфрон Л.И., Ильинский В.И., Голованов А.В., Морозов Ю.Д. Металловедческие основы получения хладостойких трубных сталей путем высокотемпературной контролируемой прокатки // Сталь. – 2003. – № 6. – С. 69-72.

6. Krauss G., Thompson S.W. Ferritic Microstructures in Continuosly Coled Coled Low- and Ultralow Carbon Steels // ISIJ International. – 1995. – V. 35. – № 8. – P. 937-945.

7. Копцева Н.В., Чукин Д.М., Ефимова Ю.Ю., Никитенко О.А., Ишимов А.С. Исследование влияния скорости охлаждения на формирование структуры катанки из стали 80Р, предназначенной для производства высокопрочной арматуры // Черные металлы. – 2014. – № 2. – С. 23-31.

8. Чукин М.В., Полецков П.П., Копцева Н.В., Барышников М.П., Ефимова Ю.Ю., Никитенко О.А., Ишимов А.С., Гущина М.С., Бережная Г.А. Структурно-фазовые превращения при непрерывном охлаждении высокопрочных среднеуглеродистых комплексно-легированных низкоотпущенных сталей // Теория и технология металлургического производства. – 2016. – № 1 (18). – С. 57-62.

9. Чукин М.В, Салганик В.М., Полецков П.П., Денисов С.В., Кузнецова А.С., Бережная Г.А., Гущина М.С. Основные виды и области применения стратегического высокопрочного листового проката // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2014. – № 4. – С. 41 - 44.

10. Эфрон Л. И. Формирование структуры и механических свойств конструкционных сталей при термомеханической обработке в потоке прокатного стана. ИКС ЦНИИЧМ // Сталь. – 1995. – №8. – 154 с.

11. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983. – 480 с.

12. Счастливцев В.М., Копцева Н.В., Артемова Т.В. Электронно-микроскопическое исследование структуры мартенсита в малоуглеродистых сплавах железа // Физика металлов и металловедение. – 1976. – Т. 41. – № 6. – С. 1251-1260.

13. Садовский В.Д., Фокина Е.А., Счастливцев В.М. Остаточный аустенит в закаленной стали.. М.: Наука, 1986. – 111с.

14. Родионов Д.П., Счастливцев В.М., Степанова Н.Н., Смирнов Л.В. Форма мартенситных кристаллов в пакетном (реечном) мартенсите // Физика металлов и металловедение. – 1986. – Т. 61. – № 1. – С. 115-120.

15. Смирнов М.А., Пышминцев И.Ю., Борякова А.Н. Классификация микроструктур низкоуглеродистых трубных сталей // Металлург. – 2010. – №7. – С. 45-51.

16. Эфрон Л.И., Ильинский В.И., Морозов Ю.Д., Голованов А.В. Разработка и промышленной опробование трубной стали повышенной прочности и хладостойкости с преимущественно бейнитной структурой // Cталь. – 2003. – № 9. – С. 83–87.

17. Матросов Ю.И. Разработка принципов микролегирования и режимов контролируемой прокатки малоперлитных сталей для труб магистральных газопроводов: Автореф. дис.. на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: – 1982. – 42 с.

18. Koptseva N.V., Chukin M.V., Nikitenko O.A. Use of the Thixomet pro software for quantitative analysis of the ultrafine-grain structure of low-and medium-carbon steels subjected to equal channel angular pressing // Metal Science and Heat Treatment. – 2012. – Т. 54. – № 7-8. – С. 387-392.

19. Мирзаев Д.А., Окишев К.Ю., Счастливцев В.М., Яковлева И.Л. Кинетика образования бейнита и пакетного мартенсита. I. Учет структуры пакета // Физика металлов и металловедение. – 2000. – Т. 90. – № 5. – С. 55-65.

20. Свищенко В.В. Особенности фазового состава продуктов промежуточного превращения в стали 24Х2НАч / Свищенко В.В. , Д.П. Чепрасов, А.А. Ивановский, Ю.А. Филатов. // Ползуновский Вестник. – 2005. – № 2 (ч. 2). – С. 95-97.

21. Metallography and Microstructures: ASM Handbook: ASM Int. – 2004. – Vol. 9. – 1184 p.

22. Bhadeshia, H.K. Bainite in Steels, 2nd ed. – London : Ins. of Materials, – 2001. – 454 p.

23. Попов А. А., Попова А. Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита: справочник термиста. М.: Машгиз, 1961. – 430 с.